الاسم الكيميائي للأمونيا. استخدام الأمونيا

الأمونيا -نيو هامبشاير 3

الأمونيا (في اللغات الأوروبية ، يبدو اسمها مثل "ammoniac") يرجع اسمها إلى واحة الأمون في شمال إفريقيا ، التي تقع على مفترق طرق طرق القوافل. في المناخات الحارة ، يتحلل اليوريا (NH 2) 2 CO الموجود في فضلات الحيوانات بسرعة خاصة. الأمونيا هي أحد منتجات التحلل. وبحسب مصادر أخرى ، فقد اشتق اسم الأمونيا من الكلمة المصرية القديمة الأموني. لذلك دعا الناس عبادة الإله آمون. خلال طقوسهم ، قاموا بشم الأمونيا NH 4 Cl ، التي تتبخر الأمونيا عند تسخينها.

1. هيكل الجزيء

جزيء الأمونيا له شكل هرم ثلاثي الزوايا مع ذرة نيتروجين في الأعلى. تشارك ثلاثة إلكترونات غير متزاوجة من ذرة النيتروجين في تكوين روابط تساهمية قطبية مع إلكترونات 1s لثلاث ذرات هيدروجين (روابط NH) ، والزوج الرابع من الإلكترونات الخارجية غير مشترك ، ويمكنه تكوين رابطة متبرع متقبل مع الهيدروجين أيون ، مكونًا أيون أمونيوم NH 4 +.

نوع الرابطة الكيميائية:التساهمية القطبية ، ثلاثة منفردةσ - N-H بوند سيجما

2. الخصائص الفيزيائية للأمونيا

في الظروف العادية - غاز عديم اللون ذو رائحة نفاذة (رائحة الأمونيا) ، ما يقرب من ضعف ضوء الهواء ، سام.وفقًا للتأثير الفسيولوجي على الجسم ، فإنه ينتمي إلى مجموعة المواد ذات التأثير الخانق والموجه للأعصاب ، والتي ، عند استنشاقها ، يمكن أن تسبب وذمة رئوية سامة وتلفًا شديدًا للجهاز العصبي. يهيج بخار الأمونيا بشدة الأغشية المخاطية للعينين وأعضاء الجهاز التنفسي ، وكذلك الجلد. هذا ما نعتبره رائحة نفاذة. تتسبب أبخرة الأمونيا في تمزق غزير ، وألم في العين ، وحروق كيميائية في الملتحمة والقرنية ، وفقدان الرؤية ، ونوبات سعال ، واحمرار وحكة في الجلد. إن قابلية ذوبان NH3 في الماء عالية للغاية - حوالي 1200 حجم (عند 0 درجة مئوية) أو 700 حجم (عند 20 درجة مئوية) في حجم من الماء.

3.

4. الخواص الكيميائية للأمونيا

بالنسبة للأمونيا ، تكون التفاعلات مميزة:

1. مع تغير في حالة أكسدة ذرة النيتروجين (تفاعلات الأكسدة)
2. بدون تغيير حالة أكسدة ذرة النيتروجين (إضافة)

5. تطبيق الأمونيا

من حيث حجم الإنتاج ، تحتل الأمونيا المرتبة الأولى ؛ سنوياً حول العالم تستقبل حوالي 100 مليون طن من هذا المركب. تتوفر الأمونيا في صورة سائلة أو كمحلول مائي - ماء الأمونيا ، والذي يحتوي عادة على 25٪ NH 3. كما يتم استخدام كميات ضخمة من الأمونيا لإنتاج حامض النيتريكالذي يذهب إلى إنتاج الأسمدةوالعديد من المنتجات الأخرى. تستخدم مياه الأمونيا أيضًا كسماد مباشر ، وفي بعض الأحيان يتم ري الحقول من الخزانات مباشرة بالأمونيا السائلة. من الأمونيا تلقي أملاح الأمونيوم المختلفة واليوريا ويوروتروبين. له تستخدم أيضًا كمبرد رخيصفي أنظمة التبريد الصناعية.

الأمونيا تستخدم أيضا لإنتاج الألياف الاصطناعية، على سبيل المثال ، النايلون والكابرون. في الصناعة الخفيفة ، تستخدم في تنظيف وصباغة القطن والصوف والحرير. في صناعة البتروكيماويات ، تستخدم الأمونيا لتحييد النفايات الحمضية ، وفي صناعة المطاط الطبيعي ، تساعد الأمونيا في الحفاظ على مادة اللاتكس أثناء نقلها من المزرعة إلى المصنع. تستخدم الأمونيا أيضًا في إنتاج الصودا باستخدام طريقة سولفاي. في صناعة الصلب ، تستخدم الأمونيا في النيتروجين - تشبع طبقات الصلب بالنيتروجين ، مما يزيد من صلابتها بشكل كبير.

يستخدم الأطباء المحاليل المائية للأمونيا (الأمونيا) في الممارسة اليومية: قطعة قطن مغموسة في الأمونيا ، تخرج الشخص من الإغماء. بالنسبة للبشر ، فإن الأمونيا في مثل هذه الجرعة ليست خطيرة.

المحاكاة

جهاز محاكاة №1 "احتراق الأمونيا"

جهاز محاكاة №2 "الخصائص الكيميائية للأمونيا"

مهام التعزيز

№1. إجراء التحولات حسب المخطط:

أ) النيتروجين ← الأمونيا ← أكسيد النيتريك (II)

ب) نترات الأمونيوم ← أمونيا ← نيتروجين

ج) الأمونيا ← كلوريد الأمونيوم ← الأمونيا ← كبريتات الأمونيوم

والهيدروجين. إنه غاز عديم اللون ، لكن له رائحة نفاذة. يعكس التركيب الكيميائي صيغة الأمونيا - NH 3. تؤدي زيادة الضغط أو انخفاض درجة حرارة مادة ما إلى تحولها إلى سائل عديم اللون. تستخدم الأمونيا الغازية وحلولها على نطاق واسع في الصناعة والزراعة. في الطب يستخدم هيدروكسيد الأمونيوم 10٪ - الأمونيا.

هيكل الجزيء. الصيغة الإلكترونية للأمونيا

يتكون جزيء نيتريد الهيدروجين على شكل هرم ، في قاعدته نيتروجين مرتبط بثلاث ذرات هيدروجين. روابط N - H مستقطبة بشدة. يجذب النيتروجين زوج الإلكترون المترابط بقوة أكبر. لذلك ، تتراكم الشحنة السالبة على ذرات N ، بينما تتركز الشحنة الموجبة على الهيدروجين. يتم إعطاء فكرة عن هذه العملية من خلال نموذج الجزيء ، الإلكتروني والأمونيا.

نيتريد الهيدروجين قابل للذوبان في الماء (700: 1 عند 20 درجة مئوية). يؤدي وجود البروتونات الحرة عمليًا إلى تكوين العديد من "جسور" الهيدروجين التي تربط الجزيئات ببعضها البعض. تؤدي الميزات الهيكلية والارتباط الكيميائي أيضًا إلى حقيقة أن الأمونيا يتم تسييلها بسهولة مع زيادة الضغط أو انخفاض درجة الحرارة (-33 درجة مئوية).

أصل الاسم

تم إدخال مصطلح "الأمونيا" في الاستخدام العلمي في عام 1801 بناءً على اقتراح الكيميائي الروسي ي. زاخاروف ، ولكن هذه المادة معروفة للبشرية منذ العصور القديمة. يتم إطلاق غاز برائحة نفاذة أثناء تحلل نفايات المنتجات ، العديد من المركبات العضوية ، مثل البروتينات واليوريا ، أثناء تحلل أملاح الأمونيوم. يعتقد مؤرخو الكيمياء أن المادة سميت على اسم الإله المصري القديم آمون. تقع واحة سيوة (عمون) في شمال إفريقيا. محاط بأطلال مدينة قديمة ومعبد يوجد بجانبه رواسب من كلوريد الأمونيوم. هذه المادة في أوروبا كانت تسمى "ملح آمون". هناك أسطورة أن سكان واحة سيوة شموا الملح في المعبد.

الحصول على نيتريد الهيدروجين

قام الفيزيائي والكيميائي الإنجليزي R. Boyle بحرق السماد في التجارب ولاحظ تكوين دخان أبيض على عصا مغموسة في حمض الهيدروكلوريك وإدخالها في تيار الغاز الناتج. في عام 1774 ، قام الكيميائي البريطاني د. بريستلي بتسخين كلوريد الأمونيوم مع الجير المطفأ وعزل مادة غازية. أطلق بريستلي على المركب اسم "الهواء القلوي" ، لأن محلوله أظهر خصائص ، وأوضح تجربة بويل ، التي تفاعلت فيها الأمونيا مع حمض الهيدروكلوريك. يحدث اللون الأبيض الصلب عندما تتلامس جزيئات المواد المتفاعلة مباشرة في الهواء.

تم إنشاء الصيغة الكيميائية للأمونيا في عام 1875 من قبل الفرنسي C. Berthollet ، الذي أجرى تجربة على تحلل مادة ما إلى مكوناتها المكونة تحت تأثير التفريغ الكهربائي. حتى الآن ، يتم إعادة إنتاج تجارب بريستلي وبويل وبيرثولت في المختبرات للحصول على نيتريد الهيدروجين وكلوريد الأمونيوم. تم تطوير الطريقة الصناعية في عام 1901 بواسطة A. Le Chatelier ، الذي حصل على براءة اختراع لطريقة لتصنيع مادة من النيتروجين والهيدروجين.

محلول الأمونيا. الصيغة والخصائص

عادة ما يتم كتابة محلول مائي من الأمونيا على شكل هيدروكسيد - NH 4 OH. يعرض خصائص قلوي ضعيف:

• يتفكك إلى أيونات NH 3 + H 2 O \ u003d NH 4 OH \ u003d NH 4 + + OH - ؛
• تلوين محلول الفينول فثالين بلون قرمزي ؛
• يتفاعل مع الأحماض لتكوين الملح والماء ؛
• يترسب Cu (OH) 2 كمادة زرقاء لامعة عند مزجه بأملاح النحاس القابلة للذوبان.

يتم تحويل التوازن في تفاعل تفاعل الأمونيا مع الماء نحو مواد البداية. يحترق نيتريد الهيدروجين المُسخَّن جيدًا في الأكسجين. يتأكسد النيتروجين إلى جزيئات ثنائية الذرة للمادة البسيطة N2. تعرض الأمونيا أيضًا خصائص مختزلة في تفاعلها مع أكسيد النحاس (II).

قيمة الأمونيا ومحاليلها

يستخدم نيتريد الهيدروجين في إنتاج أملاح الأمونيوم وحمض النيتريك ، وهو أحد أهم منتجات الصناعة الكيميائية. تعمل الأمونيا كمادة خام لإنتاج الصودا (حسب طريقة النترات). يصل محتوى نيتريد الهيدروجين في محلول مركّز صناعي إلى 25٪. في الزراعة ، يتم استخدام محلول مائي من الأمونيا. صيغة السماد السائل هي NH 4 OH. تستخدم المادة مباشرة كضمادة علوية. من الطرق الأخرى لإثراء التربة بالنيتروجين استخدام أملاح الكلوريدات والفوسفات. في الظروف الصناعية والمباني الزراعية ، لا ينصح بتخزين الأسمدة المعدنية التي تحتوي على أملاح الأمونيوم مع القلويات. في حالة انتهاك سلامة العبوة ، يمكن أن تتفاعل المواد مع بعضها البعض مع تكوين الأمونيا وإطلاقها في الهواء الداخلي. مركب سام يؤثر سلبا على الجهاز التنفسي ، الجهاز العصبي المركزي للإنسان. خليط الأمونيا مع الهواء مادة متفجرة.

خواص الأمونيا NH 3 (غاز) عند الضغط الجوي

الأمونيا (NH 3) هي مادة غازية سامة قابلة للاشتعال لها القدرة على تكوين خليط متفجر عند ملامستها للهواء.

يوجد كغاز عند الضغط العادي ودرجة حرارة الغرفة. لاستخدامها في الإنتاج والنقل ، يتم تسييل الأمونيا (نيتريد).

تستخدم الأمونيا التقنية كمادة خام رئيسية في إنتاج عدد كبير من المواد التي تحتوي على وتستخدم في صناعات مختلفة: الأسمدة المعدنية ، أحماض الهيدروسيانيك ، في التخليق العضوي العام ، إلخ.

يوضح الجدول الكثافة والخصائص الفيزيائية الحرارية للأمونيا في الحالة الغازية ، اعتمادًا على درجة الحرارة عند ضغط 760 مم زئبق. يشار إلى خصائص الأمونيا في درجات حرارة من -23 إلى 627 درجة مئوية.

الجدول يعطي ما يلي خصائص الأمونيا:

• كثافة الأمونيا ، كجم / م 3 ؛
• معامل التوصيل الحراري ، W / (م درجة) ؛
• اللزوجة الديناميكية، ؛
• رقم براندتل.

وفقًا للجدول ، يمكن ملاحظة أن خصائص الأمونيا تعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة. وبالتالي، مع زيادة درجة الحرارة ، تنخفض كثافة الأمونيا، ورقم برانتل ؛ الخصائص الأخرى لهذا الغاز تزيد من قيمها.

على سبيل المثال ، عند درجة حرارة 27 درجة مئوية(300 كلفن) الأمونيا لها كثافة تساوي 0.715 كجم / م 3وعند تسخينها إلى 627 درجة مئوية (900 كلفن) ، تنخفض كثافة الأمونيا إلى قيمة 0.233 كجم / م 3.

تكون كثافة الأمونيا عند درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي الطبيعي أقل بكثير في ظل هذه الظروف.

ملاحظة: انتبه! يشار إلى الموصلية الحرارية للأمونيا في الجدول بدرجة 10 3. لا تنسى القسمة على 1000.

خواص الأمونيا (بخار جاف مشبع)

يعطي الجدول الخصائص الحرارية الفيزيائية للأمونيا الجافة المشبعة حسب درجة الحرارة.
يتم إعطاء الخصائص في نطاق درجة الحرارة من -70 إلى 70 درجة مئوية.

الجدول يوضح ما يلي خصائص بخار الأمونيا:

• كثافة الأمونيا ، كجم / م 3 ؛
• حرارة انتقال المرحلة ، كيلوجول / كغ ؛
• السعة الحرارية النوعية ، kJ / (kg deg) ؛
• الانتشار الحراري ، م 2 / ث ؛
• اللزوجة الديناميكية ، Pa · s ؛
• اللزوجة الحركية ، م 2 / ث ؛
• رقم براندتل.

تعتمد خصائص الأمونيا بشكل كبير على درجة الحرارة. توجد علاقة طردية بين درجة حرارة وضغط أبخرة الأمونيا المشبعة.
في هذه الحالة ، تزداد كثافة بخار الأمونيا المشبع بشكل كبير. تنخفض قيم الانتشار الحراري واللزوجة. تُعطى الموصلية الحرارية لبخار الأمونيا المشبع في الجدول بقوة 10 4. لا تنسى القسمة على 10000.

خصائص الأمونيا السائلة في حالة التشبع

يوضح الجدول الخصائص الفيزيائية الحرارية لسائل الأمونيا المشبع حسب درجة الحرارة.
يتم إعطاء خصائص الأمونيا في حالة سائلة مشبعة في نطاق درجة الحرارة من -70 إلى 70 درجة مئوية.

الجدول يوضح ما يلي خصائص الأمونيا السائلة:

• ضغط البخار المشبع ، MPa ؛
• كثافة الأمونيا ، كجم / م 3 ؛
• السعة الحرارية النوعية ، kJ / (kg deg) ؛
• الموصلية الحرارية ، W / (م درجة) ؛
• الانتشار الحراري ، م 2 / ث ؛
• اللزوجة الديناميكية ، Pa · s ؛
• اللزوجة الحركية ، م 2 / ث ؛
• معامل التوتر السطحي N / m ؛
• رقم براندتل.

كثافة الأمونيا في الحالة السائلة أقل اعتمادًا على درجة الحرارة من كثافة بخارها. فقط اللزوجة الديناميكية تنخفض بشكل ملحوظ مع زيادة درجة حرارة الأمونيا السائلة.

الموصلية الحرارية للأمونيا في الحالة السائلة والغازية

يوضح الجدول قيم التوصيل الحراري للأمونيا في الحالة السائلة والغازية حسب درجة الحرارة والضغط.
يشار إلى الموصلية الحرارية للأمونيا (البعد W / (م درجة)) في نطاق درجة الحرارة من 27 إلى 327 درجة مئوية والضغط من 1 إلى 1000 الغلاف الجوي.

يشار إلى الموصلية الحرارية للأمونيا في الجدول بدرجة 10 3. لا تنسى القسمة على 1000.
يشار إلى قيم التوصيل الحراري فوق الخط للأمونيا السائلة ، والتي تقل الموصلية الحرارية لها مع زيادة درجة الحرارة.

تزداد الموصلية الحرارية للأمونيا الغازية عند تسخينها. تؤدي زيادة الضغط إلى زيادة التوصيل الحراري لكل من الأمونيا السائلة والغازية.

يوضح الجدول التالي الموصلية الحرارية للأمونيافي درجات حرارة منخفضة وضغط جوي.

على خط التشبع اعتمادًا على درجة الحرارة موضح في الجدول أدناه. وتجدر الإشارة إلى أن الموصلية الحرارية للأمونيا السائلة تقل عند تسخينها.

ملاحظة: انتبه! تُعطى الموصلية الحرارية للأمونيا في الجداول بقوة 10 3. لا تنسى القسمة على 1000.

يؤثر عدد من العوامل على عملية إنتاج الكمية المثلى من مادة كيميائية ، فضلاً عن تحقيق أقصى قدر من الجودة. يعتمد إنتاج الأمونيا على الضغط ودرجة الحرارة ووجود عامل حفاز والمواد المستخدمة وطريقة استخلاص المادة التي تم الحصول عليها. يجب موازنة هذه المعلمات بشكل صحيح لتحقيق أكبر ربح من عملية الإنتاج.

خصائص الأمونيا

في درجة حرارة الغرفة ورطوبة الهواء العادية ، تكون الأمونيا في حالة غازية ولها رائحة كريهة للغاية. له تأثير سام ومهيج على الأغشية المخاطية على الجسم. يعتمد إنتاج وخصائص الأمونيا على مشاركة الماء في العملية ، لأن هذه المادة قابلة للذوبان للغاية في الظروف البيئية العادية.

الأمونيا مركب من الهيدروجين والنيتروجين. صيغته الكيميائية هي NH 3.

تعمل هذه المادة الكيميائية كعامل اختزال نشط ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق النيتروجين الحر نتيجة الاحتراق. تعرض الأمونيا خصائص القواعد والقلويات.

تفاعل مادة مع الماء

عندما يذوب NH 3 في الماء ، يتم الحصول على ماء الأمونيا. الحد الأقصى عند درجة الحرارة العادية ، يمكن إذابة 700 حجم من الأمونيا في حجم واحد من عنصر الماء. تُعرف هذه المادة باسم الأمونيا وتستخدم على نطاق واسع في صناعة الأسمدة والتركيبات التكنولوجية.

يتم الحصول على NH 3 عن طريق الذوبان في الماء جزئيًا في صفاته.

تستخدم الأمونيا في إحدى الطرق المعملية للحصول على هذا العنصر.

الحصول على مادة في المختبر

الطريقة الأولى للحصول على الأمونيا هي إحضار الأمونيا إلى درجة الغليان ، وبعد ذلك يتم تجفيف البخار الناتج وجمع المركب الكيميائي المطلوب. يمكن أيضًا الحصول على الأمونيا في المختبر عن طريق تسخين الجير المطفأ وكلوريد الأمونيوم الصلب.

يكون رد فعل الحصول على الأمونيا كما يلي:

2NH 4 Cl + Ca (OH) 2 → CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O

خلال هذا التفاعل ، يتم تشكيل راسب أبيض. هذا هو ملح CaCl 2 ، ويتم أيضًا تكوين الماء والأمونيا المرغوبة. لإجراء تجفيف المادة المطلوبة ، يتم تمريرها عبر خليط من الجير مع الصودا.

لا يوفر الحصول على الأمونيا في المختبر أفضل التقنيات لإنتاجها بالكميات المطلوبة. لسنوات عديدة ، كان الناس يبحثون عن طرق لاستخراج المادة على نطاق صناعي.

أصول إنشاء تقنيات الإنتاج

خلال الأعوام 1775-1780 ، أجريت تجارب لربط جزيئات النيتروجين الحرة من الغلاف الجوي. وجد الكيميائي السويدي K. Shelle رد فعل يشبه

Na 2 CO 3 + 4C + N 2 \ u003d 2NaCN + 3CO

على أساسها ، في عام 1895 ، طور N. Caro و A. Frank طريقة لربط جزيئات النيتروجين الحرة:

CaC 2 + N 2 \ u003d CaCN 2 + C.

تطلب هذا الخيار الكثير من الطاقة ولم يكن مجديًا اقتصاديًا ، لذلك تم التخلي عنه بمرور الوقت.

طريقة أخرى مكلفة إلى حد ما كانت عملية التفاعل بين جزيئات النيتروجين والأكسجين التي اكتشفها الكيميائيان الإنجليز د. بريستلي وج. كافنديش:

تزايد الطلب على الأمونيا

في عام 1870 ، اعتبرت هذه المادة الكيميائية منتجًا غير مرغوب فيه في صناعة الغاز وكانت عديمة الفائدة عمليًا. ومع ذلك ، بعد 30 عامًا ، أصبح مشهورًا جدًا في صناعة فحم الكوك.

في البداية ، تم تجديد الحاجة المتزايدة للأمونيا من خلال عزلها عن الفحم. ولكن مع زيادة استهلاك المادة بمقدار عشرة أضعاف ، تم تنفيذ عمل عملي لإيجاد طرق لاستخراجها. بدأ إنتاج الأمونيا باستخدام احتياطيات النيتروجين في الغلاف الجوي.

لوحظت الحاجة إلى المواد القائمة على النيتروجين في جميع قطاعات الاقتصاد المعروفة تقريبًا.

إيجاد طرق لتلبية الطلب الصناعي

لقد قطعت البشرية شوطًا طويلاً في تنفيذ معادلة إنتاج المادة:

N 2 + 3H 2 \ u003d 2NH 3

تم إنتاج الأمونيا في الصناعة لأول مرة في عام 1913 عن طريق التخليق التحفيزي من الهيدروجين والنيتروجين. تم اكتشاف هذه الطريقة بواسطة F. Gaber في عام 1908.

لقد حلت التكنولوجيا المفتوحة مشكلة طويلة الأمد للعديد من العلماء من مختلف البلدان. حتى هذه النقطة ، لم يكن من الممكن ربط النيتروجين في شكل NH 3. تسمى هذه العملية الكيميائية تفاعل السياناميد. عند زيادة درجة حرارة الجير والكربون ، تم الحصول على مادة CaC 2 (كربيد الكالسيوم). عن طريق تسخين النيتروجين ، تم الحصول على سياناميد الكالسيوم CaCN 2 ، والذي تم إطلاق الأمونيا منه بواسطة التحلل المائي.

تنفيذ تقنيات إنتاج الأمونيا

بدأ الحصول على NH 3 على نطاق عالمي للاستهلاك الصناعي بشراء براءة اختراع لتقنيات F. Haber بواسطة A. Mittasch ، ممثل مصنع بادن للصودا. في بداية عام 1911 ، أصبح تصنيع الأمونيا في مصنع صغير منتظمًا. أنشأ K. Bosch جهاز اتصال كبير بناءً على تطورات F. Haber. كانت المعدات الأصلية التي توفر عملية استعادة الأمونيا عن طريق التوليف على نطاق الإنتاج. تولى K. Bosch القيادة في هذه القضية.

تضمن توفير تكاليف الطاقة مشاركة بعض المحفزات في تفاعلات التوليف.

اقترحت مجموعة من العلماء الذين يعملون على البحث عن المكونات المناسبة ما يلي: محفز حديد يضاف إليه أكاسيد البوتاسيوم والألمنيوم ، والذي لا يزال يعتبر من أفضل المواد التي توفر الأمونيا في الصناعة.

في 9 سبتمبر 1913 ، بدأ أول مصنع في العالم يستخدم تقنية التوليف الحفزي عمله. زادت الطاقات الإنتاجية تدريجياً ، وبحلول نهاية عام 1917 ، تم إنتاج 7 آلاف طن من الأمونيا شهريًا. في السنة الأولى من تشغيل المصنع ، كان هذا الرقم 300 طن فقط شهريًا.

بعد ذلك ، بدأت جميع البلدان الأخرى أيضًا في استخدام تقنية التخليق باستخدام المحفزات ، والتي لم تختلف كثيرًا في جوهرها عن تقنية هابر بوش. حدث استخدام الضغط العالي وعمليات الدوران في أي عملية تكنولوجية.

تنفيذ التوليف في روسيا

في روسيا ، تم استخدام التوليف أيضًا باستخدام المحفزات التي توفر إنتاج الأمونيا. رد الفعل يبدو كالتالي:

في روسيا ، بدأ أول مصنع لتصنيع الأمونيا عمله في عام 1928 في تشيرنوريتشنسك ، ثم تم بناء مرافق الإنتاج في العديد من المدن الأخرى.

يكتسب العمل العملي للحصول على الأمونيا زخمًا باستمرار. بين عامي 1960 و 1970 ، زاد التوليف بنحو 7 مرات.

في البلاد ، من أجل الإنتاج الناجح وجمع والاعتراف بالأمونيا ، يتم استخدام المواد التحفيزية المختلطة. يتم إجراء دراسة تكوينها بواسطة مجموعة من العلماء بقيادة S. S. Lachinov. كانت هذه المجموعة هي التي وجدت المواد الأكثر فعالية لتكنولوجيا التخليق.

يتم أيضًا دراسة حركية العملية باستمرار. تم تنفيذ التطورات العلمية في هذا المجال من قبل M.I.Temkin ، وكذلك موظفيه. في عام 1938 ، قام هذا العالم ، مع زميله في.م.بيزهيف ، باكتشاف مهم لتحسين إنتاج الأمونيا. تُستخدم الآن معادلة حركية التوليف ، التي جمعها هؤلاء الكيميائيون ، في جميع أنحاء العالم.

عملية التوليف الحديثة

عملية الحصول على الأمونيا باستخدام عامل حفاز ، المستخدم في إنتاج اليوم ، قابلة للعكس. لذلك ، فإن مسألة المستوى الأمثل لتأثير المؤشرات على تحقيق أقصى عائد للمنتجات مهمة للغاية.

تتم العملية في درجة حرارة عالية: 400-500 درجة مئوية. يتم استخدام محفز لضمان معدل التفاعل المطلوب. يتضمن الإنتاج الحديث لـ NH 3 استخدام ضغط مرتفع - حوالي 100-300 ضغط جوي.

جنبًا إلى جنب مع استخدام نظام التدوير ، من الممكن الحصول على كتلة كبيرة بما يكفي من المواد الأولية المحولة إلى أمونيا.

الإنتاج الحديث

نظام تشغيل أي مصنع للأمونيا معقد للغاية ويتضمن عدة مراحل. يتم تنفيذ تقنية الحصول على المادة المطلوبة في 6 مراحل. أثناء التوليف ، يتم الحصول على الأمونيا وجمعها والتعرف عليها.

تتكون المرحلة الأولية من استخراج الكبريت من الغاز الطبيعي باستخدام مزيل الكبريت. هذا التلاعب مطلوب بسبب حقيقة أن الكبريت هو سم محفز ويقتل محفز النيكل في مرحلة استخلاص الهيدروجين.

المرحلة الثانية هي تحويل غاز الميثان ، والذي يبدأ باستخدام درجة حرارة عالية وضغط باستخدام محفز نيكل.

في المرحلة الثالثة ، يحدث حرق جزئي للهيدروجين في الأكسجين الجوي. نتيجة لذلك ، ينتج خليط من بخار الماء وأول أكسيد الكربون والنيتروجين.

الخطوة الرابعة هي تفاعل التحول ، والذي يحدث بمحفزات مختلفة وظروف درجة حرارة مختلفة. في البداية ، يتم استخدام Fe 3 O 4 ، وتستمر العملية عند درجة حرارة 400 درجة مئوية. في المرحلة الثانية ، يتم استخدام محفز نحاسي أكثر كفاءة ، والذي يسمح بالإنتاج في درجات حرارة منخفضة.

تتضمن المرحلة الخامسة التالية إزالة أول أكسيد الكربون غير الضروري (VI) من خليط الغاز عن طريق تطبيق تقنية الامتصاص بمحلول قلوي.

في المرحلة النهائية ، تتم إزالة أول أكسيد الكربون (II) باستخدام تفاعل تحويل الهيدروجين إلى ميثان من خلال محفز نيكل ودرجة حرارة عالية.

يحتوي خليط الغاز الناتج عن جميع التلاعبات على 75٪ هيدروجين و 25٪ نيتروجين. يتم ضغطها تحت ضغط مرتفع ثم تبريدها.

هذه التلاعبات موصوفة في صيغة إطلاق الأمونيا:

N 2 + 3H 2 ↔ 2 NH 3 + 45.9 كيلوجول

على الرغم من أن هذه العملية لا تبدو معقدة للغاية ، إلا أن جميع الخطوات المذكورة أعلاه لتنفيذها تشير إلى تعقيد الحصول على الأمونيا على نطاق صناعي.

تتأثر جودة المنتج النهائي بغياب الشوائب في المادة الخام.

بعد أن قطع شوطًا طويلاً من تجربة معملية صغيرة إلى إنتاج واسع النطاق ، أصبح إنتاج الأمونيا اليوم فرعًا مطلوبًا ولا غنى عنه في الصناعة الكيميائية. يتم تحسين هذه العملية باستمرار ، مما يضمن الجودة والاقتصاد والكمية المطلوبة من المنتج لكل خلية من خلايا الاقتصاد الوطني.

استخدام الأمونيا السائلة اللامائية

الأمونيا المسيلة اللامائية (نتريت الهيدروجين) عبارة عن سائل شفاف عديم اللون. إنه سام وله قابلية جيدة للذوبان في الماء.

يتم إنتاج الأمونيا عن طريق التوليف التحفيزي للنيتروجين والهيدروجين. لها خصائص سامة ، يمكن أن تسبب حروقًا ، وفقًا لـ GOST 6221-90 لديها فئة خطر IV.

نتريت الهيدروجين مادة بطيئة الاحتراق ، ولكن عند مزجها بالهواء تكون متفجرة ، خاصة في الأماكن المغلقة.

يمكن أيضًا تكوين المخاليط المتفجرة عن طريق تفاعل نتريت الهيدروجين مع الكالسيوم والبروم وأكسيد الفضة والكلور واليود والزئبق وبعض العناصر الأخرى.

يمكن أن يؤدي تلامس الأمونيا مع الزئبق والكلور واليود والبروم والكالسيوم وأكسيد الفضة وبعض المواد الكيميائية الأخرى إلى تكوين مركبات متفجرة.

يتميز نتريت الهيدروجين بالوظائف المسببة للتآكل:

ملامسة الزنك والنحاس (يتسارع في وجود الماء) ؛ انحلال المطاط أنواع مختلفة من الفولاذ عرضة للتشقق بوجود الأكسجين إذا كان تركيبها المائي أقل من 0.2٪.

تطبيقات الأمونيا:

يتم تصنيع الأسمدة (اليوريا ونترات الأمونيوم والأسمدة المعقدة) وحمض النيتريك والمركبات الأخرى المحتوية على النيتروجين منه.

عندما يتم استخدام هذه الأسمدة بالكمية المطلوبة ، يمكن أن تزيد غلة المحاصيل بشكل كبير (من 8 إلى 60٪).

مزايا استخدامه هي:

رخص؛ نجاعة؛ إمكانية التسميد في الخريف ، للحصاد المقبل ؛ ميكنة عمليات إيصال الأسمدة إلى التربة. صناعة التبريد.

تستخدم الأمونيا كمبرد. في الوقت الحالي ، يتم تحديث صناعة التبريد ، ويتم تطوير مخططات جديدة ، ويتم البحث عن طرق لتقليل قدرة الأمونيا في المصانع الحالية.

يتم تصميم أنظمة التحكم والحماية الأوتوماتيكية لجميع معدات التبريد ، وإيجاد طرق لتقليل الانبعاثات الضارة في حالة خفض ضغط أجهزة التبريد.

غالبًا ما تستخدم لإنشاء بيئات واقية (أجواء). .

يستخدم حمض النيتريك ، المصنوع من نتريت الهيدروجين ، في صناعة الأصباغ والألياف الاصطناعية والمتفجرات والبلاستيك.

في الطب ، تستخدم الأمونيا على نطاق واسع ، وتتكون من 10 ٪ من الأمونيا.

يتم إعطاء الأمونيا للرائحة في حالة الإغماء وشبه الوعي. بمساعدته ، يتم إزالة الصداع والغثيان والعلامات الأخرى المميزة لحالة التسمم الحاد بالكحول. فرك لدغات الحشرات يخفف الانزعاج والحكة. الجنرال.

في المنزل ، تستخدم الأمونيا أيضًا لتنظيف النوافذ والأطباق المطلية بالنيكل والفضة. هذا كيف هو =) ..