Аммиак: получение и свойства

Аммиак

Строение молекулы и физические свойства

В молекуле аммиака NH₃ атом азота соединен тремя одинарными ковалентными полярными связями с атомами водорода:

Геометрическая форма молекулы аммиака — правильная треугольная пирамида. Валентный угол H-N-H составляет 107,3 о :

Аммиак – бесцветный газ с резким характерным запахом. Ядовит. Весит меньше воздуха. Связь N-H — сильно полярная, поэтому между молекулами аммиака в жидкой фазе возникают водородные связи. При этом аммиак очень хорошо растворим в воде, т.к. молекулы аммиака образуют водородные связи с молекулами воды.

Способы получения аммиака

В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами. Поск ольку аммиак очень хорошо растворим в воде, для получения чистого аммиака используют твердые вещества.

Тщательно растирают ступкой смесь соли и основания и нагревают смесь. Выделяющийся газ собирают в пробирку (аммиак — легкий газ и пробирку нужно перевернуть вверх дном). Влажная лакмусовая бумажка синеет в присутствии аммиака.

Видеоопыт получения аммиака из хлорида аммония и гидроксида кальция можно посмотреть здесь.

Еще один лабораторный способ получения аммиака – гидролиз нитридов.

В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.

Процесс проводят при температуре 500-550 о С и в присутствии катализатора. Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа. В качестве катализатора используют губчатое железо с добавками оксидов алюминия, калия, кальция, кремния. Для полного использования исходных веществ применяют метод циркуляции непровзаимодействовавших реагентов: не вступившие в реакцию азот и водород вновь возвращают в реактор.

Более подробно про технологию производства аммиака можно прочитать здесь.

Химические свойства аммиака

1. В водном растворе аммиак проявляет основные свойства (за счет неподеленной электронной пары). Принимая протон (ион H + ), он превращается в ион аммония. Реакция может протекать и в водном растворе, и в газовой фазе:

Видеоопыт растворения аммиака в воде можно посмотреть здесь.

2. Как основание, аммиак взаимодействует с кислотами в растворе и в газовой фазе с образованием солей аммония.

Еще один пример : аммиак взаимодействует с водным раствором углекислого газа с образованием карбонатов или гидрокарбонатов аммония:

Видеоопыт взаимодействия аммиака с концентрированными кислотами – азотной, серной и и соляной можно посмотреть здесь.

В газовой фазе аммиак реагирует с летучим хлороводородом. При этом образуется густой белый дым – это выделяется хлорид аммония.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Видеоопыт взаимодействия аммиака с хлороводородом в газовой фазе (дым без огня) можно посмотреть здесь.

4. Соли и гидроксиды меди, никеля, серебра растворяются в избытке аммиака, образуя комплексные соединения – аминокомплексы.

Гидроксид меди (II) растворяется в избытке аммиака:

Если реакцию проводить в присутствии катализатора (Pt), то азот окисляется до NO:

Также возможно образование Na₂NH, Na₃N.

При взаимодействии аммиака с алюминием образуется нитрид алюминия:

2NH₃ + 2Al → 2AlN + 3H₂

Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота:

2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Источник

Аммиак водный

Водным аммиаком называют раствор аммиака в воде. Водный аммиак – это прозрачная жидкость (иногда с желтоватым оттенком), которая имеет резкий запах нашатырного спирта. Такой раствор также известен как аммиачная вода.

Химические свойства аммиака

Благодаря наличию не поделённой электронной пары во многих реакциях аммиак выступает как основание Бренстеда или комплексообразователь.

Получение аммиака водного

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

N2 + 3H2→2NH3 (при давлении, высокой температуре и катализаторе)

Применение водного аммиака

Наиболее широкое применение аммиак водный получил в химической промышленности, где он является одним из важнейших продуктов. Ежегодный объём его мирового производства достигает 100 миллионов тонн. Аммиачная вода применяется в основном для получения азотных удобрений, таких как нитрат и сульфат аммония, мочевина. Кроме того, она применятся для производства азотной кислоты, соды и полимеров, а также для получения взрывчатых веществ и других продуктов химической промышленности. Будучи слабым основанием, аммиачная вода при взаимодействии с кислотами нейтрализует их. Водный аммиак широко используется в качестве растворителя и в качестве хладагента (R717) в холодильной технике.

Также 10% раствор аммиачной воды, известный как нашатырный спирт применяется, в медицине.

Кроме водного аммиака существует также аммиак водный ЧДА (чистый для анализов), его используют как реактив в медицине и аналитической химии. Также аммиак ЧДА применяется на химических производствах для получения химически чистых веществ.

Вода аммиачная (аммиак водный) применяется в сельском хозяйстве, как удобрение, в животноводстве для аммонизации кормов. Также вода аммиачная применяется как хладагент в холодильной технике.

Транспортировка и хранение

Аммиачная вода может храниться в стальной или стеклянной таре, в ней же можно её и перевозить.

Жидкий аммиак транспортируют в специальных аммиачных железнодорожных и автомобильных цистернах (химических цистернах), в стальных баллонах, в танкерах и по трубопроводу.

Транспортирование жидкого аммиака в железнодорожных и автомобильных цистернах осуществляется в соответствии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на данном виде транспорта.

Водный аммиак транспортируют железнодорожным, автомобильным и водным транспортом в герметичных транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

Продукт марки А транспортируют в железнодорожных цистернах и аммиаковозах.
Продукт марки Б транспортируют в цистернах с нижним сливом и аммиаковозах.

Цистерны заполняют не более чем на 95% по объему. Люки цистерн должны быть опломбированы.

Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна при содержании в ней от 15 до 28 объемных долей аммака.

Жидкий аммиак относится к трудногорючим веществам

При загорании газообразного и жидкого аммиака для тушения используют стационарные установки автоматического пожаротушения водой, пеной или негорючими газами.

Газообразный аммиак вызывает острое раздражение слизистых оболочек, слезоточение, удушье

Жидкий аммиак или струя газа, попадая на кожу человека, вызывает сильные ожоги.

Пораженную кожу следует промыть водой, затем наложить примочки из 3-5%-ного раствора уксусной или лимонной кислоты. В случае попадания жидкого аммиака в глаза их промывают большим количеством воды. При попадании паров жидкого аммиака в органы дыхания пострадавшего следует срочно вывести на свежий воздух.

Источник

Аммиачная вода (водный аммиак)

Микроэлементы, %

Аммиачная вода – азотное удобрение, раствор синтетического или коксохимического аммиака в воде. Имеет вид прозрачной жидкости, иногда желтоватого оттенка. Водный аммиак, как и прочие жидкие азотные удобрения, применяется в качестве основного удобрения под все сельскохозяйственные культуры, а также для подкормки пропашных культур при междурядной обработке почвы. [9]

Содержание:

Физические и химические свойства

Аммиачная вода

Физические характеристики

Аммиачная вода содержит до 30 % аммиака, то есть 24,6 % азота и 70 % воды. При температуре ниже +21,10°C не повышает давление, а при увеличении температуры лишь слегка повышает его. Один литр аммиачной воды весит 888 г и содержит 220 г азота. [8]

Соединение вызывает коррозию цветных металлов (цинка, олова и меди) и их сплавов (латуни, бронзы). Черные металлы и чугун устойчивы к воздействию водного аммиака. Резина и алюминий аммиачной водой не повреждаются. [9]

Аммиак может улетучиваться из аммиачной воды, чем объясняется потеря азота при перевозке, хранении и внесении. [1]

Применение аммиачной воды

Выпускается две марки аммиачной воды:

Сельское хозяйство

Аммиачная вода вносится при основном приеме под зяблевую вспашку, а весной – под предпосевную культивацию, а также для подкормки пропашных культур. [4]

Зарегистрированые и допущеные к использованию на территории России, в качестве удобрения, марки суперфоски находятся в таблице справа. [3]

Промышленность

Аммиачная вода используется в химической промышленности для производства азотных удобрений, азотной кислоты, полимеров, соды, взрывчатых веществ, при производстве красителей, в электролитическом производстве Mn, ферросплавов. В холодильной технике это вещество применяется в качестве хладагента, а при производстве кормов – для их аммонизации. [7]

Медицина

Аммиачная вода в 10%-ной концентрации известна под названием нашатырный спирт, широко применяющийся в медицине. [7]

Поведение в почве

При внесении аммиачной воды в почву аммиак адсорбируется почвенными коллоидами, поэтому его передвижение незначительно. Впоследствии аммиачный азот нитрифицируется, приобретает большую степень подвижности и мигрирует с почвенным раствором. [9]

Внесение аммиачной воды повышает количество почвенных микроорганизмов, поскольку аммиак увеличивает количество растительных остатков, которыми питаются микроорганизмы. При этом непосредственно после внесения удобрения в почву в зоне его распространения наблюдается уменьшение количества почвенных микроорганизмов. После превращения аммиака в нитраты (это происходит весной за шесть недель) микроорганизмы сразу же размножаются в удобренной почве. Аммиачная вода убивает и дождевых червей. Однако их количество тоже быстро восстанавливается и даже увеличивается после превращения аммиака в нитраты или поглощения его растениями. [8]

Аммиачная вода подкисляет почву. Для нейтрализации 1 ц аммиачной воды требуется 0,3–0,4 ц карбоната кальция. [1]

Календарь применения

Апрель

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

Применение на различных типах почв

Аммиачная вода рекомендуется к применению на всех типах почв. Высокая эффективность удобрения наблюдается на тяжелых высокогумусированных и хорошо обработанных почвах, где аммиак поглощается лучше, чем на легких почвах, бедных гумусом. Из почв легкого механического состава и сухих аммиак улетучивается быстрее.

Наибольший эффект от внесения аммиачной воды наблюдается при одновременном внесении с ней органических удобрений. Не рекомендуется вносить аммиачные удобрения на одном участке подряд несколько лет, поскольку они усиливают минерализацию органического вещества почвы, а это приводит к снижению содержания органики в почве. [1]

На связных почвах аммиачную воду рекомендуют вносить осенью как основное удобрение практически под все культуры при температуре почвы +10°C или весной перед посевом. На почвах легкого гранулометрического состава аммиачная вода вносится весной. [1]

внесения водного амиака» />

внесения водного амиака

Сельскохозяйственная техника для

внесения водного амиака

внесения водного амиака» />

Способы внесения аммиачной воды

Как и все жидкие азотные удобрения, аммиачную воду вносят с глубокой заделкой. Глубина тем больше, чем легче гранулометрический состав почвы и выше сухость.

Аммиачную воду вносят с помощью специальных машин, (фото) обеспечивающих немедленную заделку удобрения на глубину не менее 10–12 см на тяжелых почвах и 14–18 см на почвах легкого состава. Такая глубина предохраняет аммиак от испарения. Некоторые потери возможны на сильнокарбонатных почвах со щелочной реакцией.

Поверхностное внесение аммиачной воды, как и ее мелкая заделка в сухой верхний слой почвы, недопустимы. [9]

Аммиачная вода вносится и с поливной водой (фертигация) при поверхностном орошении. Однако в этом случае почва участка обеспечивается аммиаком неравномерно. Недостатком данного способа является и возможность испарения большого количества аммиака в воздух при жаркой, солнечной погоде. [8]

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Аммиачная вода является одним из основных источников азота для растений, поскольку растения лучше всего усваивают нитраты и соли аммония. Аммиак из аммиачной воды легко поглощается почвенными коллоидами, что делает легкодоступными для питания растений катионы аммония и нитрат-ионы. [1]

Внесение аммиачной воды в качестве основного удобрения обеспечивает растения азотом на весь вегетационный период и, в частности, на период их максимального потребления. Это обеспечивает получение высоких и устойчивых урожаев всех культур с улучшенным качеством продукции, а также сохранение и воспроизводство почвенного плодородия. [5]

Получение

Аммиачную воду получают путем поглощения газообразного аммиака водой под давлением в две атмосферы. [6]

При написании статьи, также использовались: [3]

Источник

Аммиачная вода: что это такое, образование и содержание аммиака в питьевой жидкости, чем опасен его избыток, свойства и польза

Бесцветный газ NH3 с резким запахом отлично растворяется в жидкости и при этом выделяет тепло. Смесь получается во время взаимодействия вещества с молекулами Н2О. Она получила широкое применение в растениеводстве и животноводстве, в пищевой и медицинской отраслях, в промышленности для производства кальцинированной соды, марганца и ферросплавов. В статье мы постараемся подробно рассказать вам о составе и свойствах аммиачной воды, применении и формуле, о пользе и вреде и о том, чем опасен избыток аммиака.

Что это такое

Водный раствор приобретает ряд качеств, которые позволяют его использовать в самых различных отраслях. Наиболее известное — нашатырь. За счет резкого запаха он применялся как средство выведения из обморочных состояний. Этим же соединением хозяйки мыли окна,так как оно заменяло современные моющие средства, эффективно удаляло грязь и не оставляло разводов на стекле.

Знакомой картиной являются огромные бочки, стоящие в полях. Еще двадцать лет назад это было очень популярное удобрение, способствующее насыщением почвы азотом. На сегодняшний день такая форма стала неактуальной из-за высоких затрат и резкого запаха.

Нормативная концентрация аммиака

В зависимости от целей, разработаны оптимальные и минимально допустимые количества растворенного вещества. Как правило, доля гидроокиси аммония составляет от 22 до 25 процентов. В бытовых нуждах применяются более слабые смеси. Это обусловлено соображениями безопасности.

Основным требованием к хранению является герметично закрытая тара и сбережение от нагрева. Сосуд должен быть сделан из пластика или стекла. Допустимо использование алюминия.

Определение и норма содержания аммиака в питьевой воде

В естественных природных условиях азотные соединения присутствуют часто, так как они являются одним из продуктов разложения биологических материалов. Поэтому возможно их попадание и в систему водоснабжения. Самым ярким признаком является резкий запах, который невозможно перепутать с другим. При подозрениях необходимо отдать образец на исследования в химическую лабораторию. В малых дозах это вещество практически безвредно, но при некоторых реакциях получаются опасные соединения. Поэтому целесообразно избавиться от нитратов с помощью фильтров. На даче или в полевых условиях можно дать влаге отстояться. Летучие соединения достаточно быстро выветриваются.

Однако этот метод не решает всех проблем. Правильнее будет использование фильтрующих систем одного из надежных производителей, например, от компании «Вода Отечество».

Нормативом по содержанию гидроокиси аммония в питьевой жидкости является не более 2 миллиграмм на один литр.

Физические характеристики

За счет того, что азот — один из самых легких химических элементов, плотность аммиачной воды составляет 888 грамм на кубический дециметр при концентрации ингредиента 25 %.

Молярная масса составляет 35,046 г/моль.

Химические свойства

Сфера использования

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

За счет ряда специфичных свойств раствор нашел широкое применение в разных сферах народного хозяйства. В быту мы часто используем нашатырь для очищения стеклянных поверхностей, удаления загрязнений на ковровых покрытиях и одежде, для чистки серебряных предметов, устранения неприятных запахов.

Сельское хозяйство

В восьмидесятые годы прошлого столетия на каждом поле стояли цистерны. Их задействовали для хранения азотистых жидких удобрений. Внесение производилось непосредственно перед посевом или уже по росткам. Метод был обусловлен быстрым выветриванием вещества из грунта. Сейчас фактически все аграрии отказались от такой формы и перешли на гранулированное удобрение. Второй причиной замены является опасность аммиачной воды для здоровья человека. Единственный плюс — низкая стоимость продукта. Необходимая концентрация азота в почве достигается затратами в несколько раз меньше, чем при использовании твердых соединений.

Чтобы предотвратить преждевременное испарение, практиковалось внесение раствора на глубину 10-15 сантиметров при помощи специальной техники.

В животноводстве до сих пор широко употребляется гидроокись аммония для обработки грубых кормов и дезинфекции помещений для скота.

Промышленность

Высокая химическая активность азота обеспечило ему применение в самых разных сферах производственной деятельности.

Медицина

В лечебных учреждениях нашатырь разной концентрации применяется как противообморочное средство, для вызывания рвоты при отравлениях, для обработки рук медицинских работников. Кроме того, раствор используют как препарат при невралгии, миозите.

Следует отметить, что в этой сфере имеет применение массы с низкой концентрацией аммиака. В противном случае такое действие может привести к травмам (химический ожог, паралич дыхания и т.д.).

Виды аммиачной воды

В зависимости от назначения промышленность выпускает разные категории. Они могут отличаться по процентному содержанию NH3 и степени очистки.

Для внесения удобрения в почву или мойки окон вполне достаточно марки «В», так как незначительные примеси не повлияют на желаемый результат. При производстве такой смеси используются ингредиенты низкого уровня фильтрации.

Если сферой применения является медицина, то к химическому составу предъявляются более высокие требования. В производстве под маркой «А» наличие посторонних примесей сведено до минимума. Более подробную информацию можно найти в соответствующих ГОСТах.

Подобное внимание к чистоте вещества требуется в некоторых химических и промышленных процессах (копировальная техника, светопоглощающие покрытия и т.д.).

Получение и хранение аммиачной воды

SF-mix ручной до 0,8 м3/ч

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Наиболее широкое распространение при изготовлении получили три технологии.

При транспортировке и последующем складировании особое внимание уделяется предотвращению испарения. Тара должна быть герметичной. Не допускается нагрев. Емкость изготавливается из материалов нейтральных к этой субстанции (многие цветные металлы подвержены коррозии).

Меры предосторожности

Основным фактором опасности является резкий запах и возможность химического ожога. Особенно это актуально при высоких концентрациях. Поэтому при работе с составом необходимо применять перчатки и средства защиты органов дыхания.

Ожог может вызвать и попадание на кожу. Поэтому лучше использовать спецодежду.

Самая распространенная опасность исходит от паров, вдыхание которых может вызвать головокружение, рвотные позывы, дезориентацию в пространстве и слезоточивость. При первых симптомах необходимо прервать работу и обеспечить проветривание. Обычно, если вовремя выполнить рекомендацию, то тяжелых последствий не наступает. Однако при длительном контакте возможны варианты, когда без обращения в медицинские учреждения не обойтись.

Как сделать аммиачную воду для использования на даче

За счет своей дешевизны этот состав нашел широкое применение у огородников. Подкормка вносится на глубину 10-15 сантиметров непосредственно перед посевом. Если не заглублять, то происходит быстрое выветривание и резко снижается эффективность удобрения. Садоводам следует знать, что длительное применение любых азотных смесей приводит к закислению почвы. Поэтому необходимо параллельное введение извести содержащих препаратов.

Растворы, продающиеся в магазинах, обычно готовы к работе. Но при желании можно довести концентрацию до более низкой, обеспечивающей безопасность и технологичность процесса.

Борьба с вредителями

Основной эффект заключается в отпугивании вредных насекомых, таких как тля, медведка, луковая муха. Вещество не является ядом, поэтому обработка овощных культур против нелетающих паразитов неэффективна.

При использовании необходимо помнить, что избыток азотсодержащих препаратов не менее вреден, чем их недостаток. Растения имеют свойства впитывать состав через листья.

Обработка должна производиться по правилам.

Образование аммиачной воды и приготовление для подкормки

Большинство агрономов рекомендуют применять смесь низкой концентрации параллельно с поливом. Поэтому владельцы садовых участков обычно разводят нашатырный спирт в емкости и вносят в почву. В зависимости от возраста растения меняется и процентное содержание. При применении следует учитывать, что ряд агротехнических приемов также приводит к появлению азота в грунте. Например, внесение навоза нежелательно вместе с гидроокисью аммония.

Слишком крепкий состав может привести к ожогам растений и повреждению корневой системы.

Соли аммония

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Эта группа химических продуктов получается при реакции с различными кислотами.

Все материи имеют яркие признаки классических солей, наиболее близкие по характеристикам к натриевым соединениям. Хорошо растворяются с диссоциацией на ионы. При нагревании разлагаются. Под воздействием щелочей выделяется аммиак.

Как хранить гидроокись аммония

Для того чтобы субстанция не изменила своей химической структуры, необходимо:

Плюсы вещества

Благодаря своим уникальным свойствам и достаточно простом способе изготовления, этот продукт используется со времен древнего Египта. Если раньше он находил применение исключительно в медицине и как чистящее средство, то с развитием науки и технологий его сфера потребления резко увеличилась.

Несложные процессы и относительная безопасность производства обеспечили задействованность препарата в сельском хозяйстве и химической индустрии.

Наиболее важным преимуществом является низкая себестоимость состава. Это позволяет применять его в самых разных сферах хозяйства. Простота и безопасность хранения существенно снижают расходы на эти процессы. При соблюдении технологии срок годности неограничен. Исключено слеживание — большая проблема для хозяйственников при использовании селитры.

Усвоение азота растениями проходит без дополнительной траты воды. Поэтому такая подкормка очень популярна в регионах, где имеется недостаток влаги.

Многие удобрения на основе N взрывоопасны. Раствор лишен такого качества и совершенно безвреден. Если при нештатной ситуации допустить аварийный разлив, то не произойдет катастрофического заражения площади. За счет испарения пространство очищается через короткий промежуток времени, что невозможно при попадании больших объемов гранулированных удобрений на почву. Например, при рассыпании селитры, грунт становится непригодным для выращивания растений на очень длительный срок. Благодаря нитрификации внесенный аммиак создает в земле устойчивые соединения, не подверженные разложению.

Из-за ошибок агрономов, когда удобрение вносится каждый год на протяжении нескольких лет в больших объемах, произошло уничтожение почвенных микроорганизмов в некоторых областях нашей страны. Поэтому владельцы земельных угодий стараются сократить применение аммиака. Стабильную урожайность принесет только «живая» земля, на которой происходит естественный биоценоз грунта и растительности.

Наличие аммиака и его превышение в сточной воде привело к гибели почвенного покрова в Соединенных Штатах Америки и Украине. На сегодняшний день экологичность выращенных продуктов оставляет желать лучшего. В погоне за кратковременной прибылью хозяйственники этих стран превратили плодородные земли просто в субстрат.

Кроме этого, попавший аммиак в водопроводную сеть, способен нанести непоправимый вред здоровью человека. Если употреблять неотфильтрованную жидкость, то могут возникнуть проблемы в желудочно-кишечном тракте. Чтобы защитить себя и своих близких от негативных последствий, необходимо воспользоваться насадкой на кран или поставить очистительную систему. Желательно, чтобы данную услугу предоставляли специалисты с высокой квалификацией, например, компания «Вода Отечество». По результатам проведенных исследований менеджеры помогут вам подобрать наиболее оптимальное оборудование для очистки.

Мы предоставляем вам наглядное пособие, по которому вы поймете, что такое аммиачная вода, как определить концентрацию аммиака в скважине и как помочь земле насытиться азотом.

Источник