Kjemisk navn for ammoniakk. Bruk av ammoniakk

Ammoniakk -NH 3

Ammoniakk (på europeiske språk høres navnet ut som "ammoniakk") skylder navnet sitt til Ammon-oasen i Nord-Afrika, som ligger i krysset mellom karavaneruter. I varmt klima brytes urea (NH 2) 2 CO som finnes i animalsk avfall ned spesielt raskt. Et av nedbrytningsproduktene er ammoniakk. I følge andre kilder fikk ammoniakk navnet sitt fra det gamle egyptiske ordet amonian. Såkalte mennesker som tilber guden Amun. Under sine rituelle seremonier snuste de ammoniakk NH 4 Cl, som fordamper ammoniakk ved oppvarming.


1. Strukturen til molekylet

Ammoniakkmolekylet har form som en trigonal pyramide med et nitrogenatom på toppen. Tre uparrede p-elektroner av nitrogenatomet deltar i dannelsen av polare kovalente bindinger med 1s-elektroner av tre hydrogenatomer (N-H-bindinger), det fjerde paret av eksterne elektroner er udelt, det kan danne en donor-akseptorbinding med et hydrogen ion, og danner et ammoniumion NH4+.

Type kjemisk binding:kovalent polar, tre enkleσ - N-H binding sigma

2. Fysiske egenskaper til ammoniakk

Under normale forhold er det en fargeløs gass med en skarp karakteristisk lukt (lukt av ammoniakk), nesten dobbelt så lett som luft, giftig.I henhold til den fysiologiske effekten på kroppen, tilhører den gruppen av stoffer med kvelende og nevrotropisk effekt, som ved innånding kan forårsake toksisk lungeødem og alvorlig skade på nervesystemet. Ammoniakkdamp irriterer slimhinnene i øynene og luftveiene, samt huden. Dette er hva vi oppfatter som en stikkende lukt. Ammoniakkdamp forårsaker kraftig tåreflåd, smerter i øynene, kjemiske brannskader i bindehinnen og hornhinnen, synstap, hosteanfall, rødhet og kløe i huden. Løseligheten av NH 3 i vann er ekstremt høy - omtrent 1200 volumer (ved 0 °C) eller 700 volumer (ved 20 °C) i et volum vann.

3.

I laboratoriet

I industrien

For å oppnå ammoniakk i laboratoriet brukes virkningen av sterke alkalier på ammoniumsalter:

NH 4 Cl + NaOH = NH 3 + NaCl + H 2 O

(NH 4) 2 SO 4 + Ca(OH) 2 = 2NH 3 + CaSO 4 + 2H 2 O

Merk følgende !Ammoniumhydroksid er en ustabil base, spaltes: NH 4 OH ↔ NH 3 + H 2 O

Når du mottar ammoniakk, hold reagensrøret - mottakeren opp ned, siden ammoniakk er lettere enn luft:

Den industrielle metoden for å produsere ammoniakk er basert på direkte interaksjon mellom hydrogen og nitrogen:

N 2 (g) + 3H 2 (g) ↔ 2NH 3 (g) + 45,9k J

Betingelser:

katalysator - porøst jern

temperatur - 450 - 500 ˚С

trykk - 25 - 30 MPa

Dette er den såkalte Haber-prosessen (tysk fysiker, utviklet det fysisk-kjemiske grunnlaget for metoden).

4. Kjemiske egenskaper til ammoniakk

For ammoniakk er reaksjoner karakteristiske:

  1. med en endring i oksidasjonstilstanden til nitrogenatomet (oksidasjonsreaksjoner)
  2. uten å endre oksidasjonstilstanden til nitrogenatomet (addisjon)

Reaksjoner med en endring i oksidasjonstilstanden til nitrogenatomet (oksidasjonsreaksjoner)

N-3 → NO → N+2

NH3-sterkt reduksjonsmiddel.

med oksygen

1. Forbrenning av ammoniakk (når oppvarmet)

4 NH 3 + 3 O 2 → 2 N 2 + 6 H 2 0

2. Katalytisk oksidasjon av ammoniakk (katalysatorPtRh, temperatur)

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

Video - Eksperiment "Oksidasjon av ammoniakk i nærvær av kromoksid"

med metalloksider

2 NH 3 + 3CuO \u003d 3Cu + N 2 + 3 H 2 O

med sterke oksidanter

2 NH 3 + 3 Cl 2 \u003d N 2 + 6 HCl (når oppvarmet)

ammoniakk er en skjør forbindelse som brytes ned ved oppvarming

2NH 3 ↔ N 2 + 3H 2

Reaksjoner uten å endre oksidasjonstilstanden til nitrogenatomet (tillegg - Dannelse av ammoniumion NH4+i henhold til donor-akseptor-mekanismen)


Video - Eksperiment "Kvalitativ reaksjon på ammoniakk"


Video - Eksperiment "Smoke without fire"


Video - Eksperiment "Interaksjon av ammoniakk med konsentrerte syrer"

Video - Eksperiment "Fountain"

Video - Eksperiment "Oppløsning av ammoniakk i vann"

5. Påføring av ammoniakk

Når det gjelder produksjonsvolumer, inntar ammoniakk en av de første plassene; årlig rundt om i verden mottar rundt 100 millioner tonn av denne forbindelsen. Ammoniakk er tilgjengelig i flytende form eller som en vandig løsning - ammoniakkvann, som vanligvis inneholder 25 % NH 3 . Store mengder ammoniakk brukes videre å produsere salpetersyre som går til gjødselproduksjon og mange andre produkter. Ammoniakkvann brukes også direkte som gjødsel, og noen ganger blir åkrene vannet fra tanker direkte med flytende ammoniakk. Fra ammoniakk motta ulike ammoniumsalter, urea, urotropin. Hans også brukt som et billig kjølemiddel i industrielle kjøleanlegg.

Ammoniakk brukes også for produksjon av syntetiske fibre for eksempel nylon og kapron. I lett industri, brukes til rengjøring og farging av bomull, ull og silke. I den petrokjemiske industrien brukes ammoniakk til å nøytralisere surt avfall, og i naturgummiindustrien bidrar ammoniakk til å bevare lateksen under transporten fra plantasjen til fabrikken. Ammoniakk brukes også i produksjon av brus etter Solvay-metoden. I stålindustrien brukes ammoniakk til nitrering - metning av overflatelagene av stål med nitrogen, noe som øker hardheten betydelig.

Leger bruker vandige løsninger av ammoniakk (ammoniakk) i daglig praksis: en bomullspinne dyppet i ammoniakk tar en person ut av en besvimelse. For mennesker er ammoniakk i en slik dose ikke farlig.

SIMULATORER

Simulator №1 "Forbrenning av ammoniakk"

Simulator №2 "Ammoniakks kjemiske egenskaper"

OPPGAVER FOR FORSTERKNING

№1. Utfør transformasjoner i henhold til ordningen:

a) Nitrogen → Ammoniakk → Nitrogenoksid (II)

b) Ammoniumnitrat → Ammoniakk → Nitrogen

c) Ammoniakk → Ammoniumklorid → Ammoniakk → Ammoniumsulfat

For OVR, utarbeide en e-balanse, for RIO, komplette, ioniske ligninger.

nr. 2. Skriv fire ligninger for de kjemiske reaksjonene som produserer ammoniakk.

Og hydrogen. Det er en fargeløs gass, men med en skarp lukt. Den kjemiske sammensetningen gjenspeiler formelen for ammoniakk - NH 3. En økning i trykk eller en reduksjon i temperaturen til et stoff fører til at det omdannes til en fargeløs væske. Gassformig ammoniakk og dets løsninger er mye brukt i industri og landbruk. I medisin brukes 10% ammoniumhydroksid - ammoniakk.

Strukturen til molekylet. Elektronisk formel for ammoniakk

Hydrogennitridmolekylet er formet som en pyramide, ved bunnen av denne er nitrogen bundet til tre hydrogenatomer. N–H-bindingene er sterkt polariserte. Nitrogen tiltrekker seg det bindende elektronparet sterkere. Derfor akkumuleres den negative ladningen på N-atomene, mens den positive ladningen er konsentrert om hydrogenet. En ide om denne prosessen er gitt av modellen av molekylet, elektronisk og ammoniakk.

Hydrogennitrid er svært løselig i vann (700:1 ved 20°C). Tilstedeværelsen av praktisk talt frie protoner fører til dannelsen av en rekke hydrogen-"broer" som forbinder molekylene med hverandre. Strukturelle egenskaper og kjemisk binding fører også til det faktum at ammoniakk lett blir flytende med en økning i trykk eller en reduksjon i temperatur (-33 ° C).

opprinnelse til navnet

Begrepet "ammoniakk" ble introdusert i vitenskapelig bruk i 1801 etter forslag fra den russiske kjemikeren Y. Zakharov, men stoffet har vært kjent for menneskeheten siden antikken. En gass med en skarp lukt frigjøres under nedbrytningen av avfallsprodukter, mange organiske forbindelser, som proteiner og urea, under nedbrytningen av ammoniumsalter. Kjemihistorikere mener at stoffet ble oppkalt etter den gamle egyptiske guden Amun. Oasen Siwa (Ammon) ligger i Nord-Afrika. Omgitt av ruinene av en gammel by og et tempel, ved siden av det er forekomster av ammoniumklorid. Dette stoffet i Europa ble kalt "Amons salt". Det er en legende om at innbyggerne i Siwa-oasen snuste salt i tempelet.

Innhenting av hydrogennitrid

Den engelske fysikeren og kjemikeren R. Boyle brente gjødsel i eksperimenter og observerte dannelsen av hvit røyk over en pinne dyppet i saltsyre og innført i strømmen av den resulterende gassen. I 1774 oppvarmet en annen britisk kjemiker, D. Priestley, ammoniumklorid med lesket kalk og isolerte en gassformig substans. Priestley kalte forbindelsen "alkalisk luft", fordi løsningen viste egenskaper. Boyles eksperiment, der ammoniakk interagerte med saltsyre, ble forklart. En solid hvit farge oppstår når molekylene til reaktantene kommer i kontakt direkte i luften.

Den kjemiske formelen for ammoniakk ble etablert i 1875 av franskmannen C. Berthollet, som utførte et eksperiment på nedbrytning av et stoff til dets bestanddeler under påvirkning av en elektrisk utladning. Frem til nå blir forsøkene til Priestley, Boyle og Berthollet reprodusert i laboratorier for å oppnå hydrogennitrid og ammoniumklorid. Den industrielle metoden ble utviklet i 1901 av A. Le Chatelier, som fikk patent på en metode for å syntetisere et stoff fra nitrogen og hydrogen.

Ammoniakkløsning. Formel og egenskaper

En vandig løsning av ammoniakk skrives vanligvis som hydroksid - NH 4 OH. Det viser egenskapene til et svakt alkali:

  • dissosieres til ioner NH 3 + H 2 O \u003d NH 4 OH \u003d NH 4 + + OH -;
  • farger løsningen av fenolftalein i crimson farge;
  • reagerer med syrer for å danne salt og vann;
  • utfeller Cu(OH) 2 som et knallblått stoff når det blandes med løselige kobbersalter.

Likevekten i reaksjonen av interaksjonen av ammoniakk med vann forskyves mot utgangsmaterialene. Forvarmet hydrogennitrid brenner godt i oksygen. Nitrogen oksideres til diatomiske molekyler av det enkle stoffet N2. Ammoniakk viser også reduserende egenskaper i reaksjon med kobber(II)oksid.

Verdien av ammoniakk og dens løsninger

Hydrogennitrid brukes i produksjonen av ammoniumsalter og salpetersyre, et av de viktigste produktene i kjemisk industri. Ammoniakk fungerer som råstoff for produksjon av brus (i henhold til nitratmetoden). Innholdet av hydrogennitrid i en industriell konsentrert løsning når 25%. I landbruket brukes en vandig løsning av ammoniakk. Formelen for flytende gjødsel er NH 4 OH. Stoffet brukes direkte som toppdressing. Andre måter å berike jorda med nitrogen på er bruk av salter av klorider, fosfater. I industrielle forhold og landbrukslokaler anbefales det ikke å lagre mineralgjødsel som inneholder ammoniumsalter sammen med alkalier. Hvis integriteten til emballasjen krenkes, kan stoffene reagere med hverandre med dannelse av ammoniakk og frigjøring til inneluften. En giftig forbindelse påvirker åndedrettssystemet negativt, det menneskelige sentralnervesystemet. Blandingen av ammoniakk med luft er eksplosiv.

Egenskaper til ammoniakk NH 3 (gass) ved atmosfærisk trykk

Ammoniakk (NH 3) er et giftig brannfarlig gassformig stoff som har evnen til å danne en eksplosiv blanding ved kontakt med luft.

Den eksisterer som en gass ved normalt trykk og romtemperatur. For bruk i produksjon og transport blir ammoniakk (nitrid) flytende.

Teknisk ammoniakk brukes som hovedråstoff i produksjonen av et stort antall stoffer som inneholder og brukes i ulike industrier: mineralgjødsel, blåsyre, generelt organisk syntese, etc.

Tabellen viser tettheten og termofysiske egenskaper til ammoniakk i gassform, avhengig av temperaturen ved et trykk på 760 mm Hg. Egenskapene til ammoniakk er indikert ved temperaturer fra -23 til 627 ° C.

Tabellen gir følgende egenskapene til ammoniakk:

  • ammoniakktetthet, kg/m3;
  • varmeledningskoeffisient, W/(m deg);
  • dynamisk viskositet, ;
  • Prandtl nummer.

I følge tabellen kan man se at egenskapene til ammoniakk er vesentlig avhengig av temperatur. Så, med økende temperatur reduseres tettheten av ammoniakk, og Prandtl-nummeret; andre egenskaper ved denne gassen øker verdiene deres.

For eksempel ved en temperatur 27°С(300 K) ammoniakk har en tetthet lik 0,715 kg/m 3, og når den varmes opp til 627 ° C (900 K), synker tettheten av ammoniakk til en verdi på 0,233 kg / m 3.

Tettheten av ammoniakk ved romtemperatur og normalt atmosfærisk trykk er vesentlig lavere under disse forholdene.

Merk: Vær forsiktig! Den termiske ledningsevnen til ammoniakk i tabellen er angitt i graden 10 3. Ikke glem å dele på 1000.

Egenskaper til ammoniakk (tørr mettet damp)

Tabellen gir de termofysiske egenskapene til tørr mettet ammoniakk avhengig av temperatur.
Egenskaper er gitt i temperaturområdet fra -70 til 70 °C.

Tabellen viser følgende egenskapene til ammoniakkdamp:

  • ammoniakktetthet, kg/m3;
  • faseovergangsvarme, kJ/kg;
  • spesifikk varmekapasitet, kJ/(kg grader);
  • termisk diffusivitet, m 2 /s;
  • dynamisk viskositet, Pa s;
  • kinematisk viskositet, m 2 /s;
  • Prandtl nummer.

Egenskapene til ammoniakk er svært avhengig av temperatur. Det er en direkte sammenheng mellom temperaturen og trykket til mettede ammoniakkdamper.
I dette tilfellet øker tettheten av mettet ammoniakkdamp betydelig. Verdiene for termisk diffusivitet og viskositet reduseres. Den termiske ledningsevnen til mettet ammoniakkdamp i tabellen er gitt til styrken 10 4 . Ikke glem å dele på 10 000.

Egenskaper til flytende ammoniakk i metningstilstand

Tabellen viser de termofysiske egenskapene til mettet ammoniakkvæske avhengig av temperaturen.
Egenskapene til ammoniakk i mettet flytende tilstand er gitt i temperaturområdet fra -70 til 70 °C.

Tabellen viser følgende egenskapene til flytende ammoniakk:

  • mettet damptrykk, MPa;
  • ammoniakktetthet, kg/m3;
  • spesifikk varmekapasitet, kJ/(kg grader);
  • termisk ledningsevne, W/(m deg);
  • termisk diffusivitet, m 2 /s;
  • dynamisk viskositet, Pa s;
  • kinematisk viskositet, m 2 /s;
  • overflatespenningskoeffisient, N/m;
  • Prandtl nummer.

Tettheten av ammoniakk i flytende tilstand er mindre avhengig av temperaturen enn tettheten til dampen. Bare den dynamiske viskositeten avtar betydelig med en økning i temperaturen til flytende ammoniakk.

Termisk ledningsevne av ammoniakk i flytende og gassformig tilstand

Tabellen viser de termiske konduktivitetsverdiene til ammoniakk i flytende og gassformig tilstand avhengig av temperatur og trykk.
Den termiske ledningsevnen til ammoniakk (dimensjon W / (m deg)) er angitt i temperaturområdet fra 27 til 327 ° C og trykk fra 1 til 1000 atmosfærer.

Den termiske ledningsevnen til ammoniakk i tabellen er angitt i graden 10 3. Ikke glem å dele på 1000.
Verdier for termisk ledningsevne over linjen er indikert for flytende ammoniakk, hvis varmeledningsevne avtar med økende temperatur.

Den termiske ledningsevnen til gassformig ammoniakk øker ved oppvarming. En økning i trykk fører til en økning i den termiske ledningsevnen for både flytende og gassformig ammoniakk.

Følgende tabell viser termisk ledningsevne av ammoniakk ved lave temperaturer og atmosfærisk trykk.

på metningslinjen avhengig av temperaturen er gitt i tabellen nedenfor. Det skal bemerkes at den termiske ledningsevnen til flytende ammoniakk reduseres ved oppvarming.

Merk: Vær forsiktig! Den termiske ledningsevnen til ammoniakk i tabellene er gitt til styrken 10 3 . Ikke glem å dele på 1000.

En rekke faktorer påvirker prosessen med å produsere den optimale mengden av et kjemikalie, samt oppnå maksimal kvalitet. Produksjonen av ammoniakk avhenger av trykk, temperatur, tilstedeværelsen av en katalysator, stoffene som brukes og metoden for utvinning av det oppnådde materialet. Disse parameterne må være riktig balansert for å oppnå størst utbytte av produksjonsprosessen.

Egenskaper til ammoniakk

Ved romtemperatur og normal luftfuktighet er ammoniakk i gassform og har en svært frastøtende lukt. Den er utstyrt med en giftig og irriterende slimhinneeffekt på kroppen. Produksjonen og egenskapene til ammoniakk avhenger av deltakelse av vann i prosessen, siden dette stoffet er svært løselig under normale miljøforhold.

Ammoniakk er en forbindelse av hydrogen og nitrogen. Dens kjemiske formel er NH 3 .

Dette kjemiske stoffet fungerer som et aktivt reduksjonsmiddel, som et resultat av at fritt nitrogen frigjøres som følge av forbrenning. Ammoniakk viser egenskapene til baser og alkalier.

Reaksjonen av et stoff med vann

Når NH 3 løses i vann, oppnås ammoniakkvann. Maksimalt ved normal temperatur kan 700 volumer ammoniakk løses i 1 volum av et vannelement. Dette stoffet er kjent som ammoniakk og er mye brukt i gjødselindustrien, i teknologiske installasjoner.

NH 3 oppnådd ved oppløsning i vann er delvis ionisert i sine kvaliteter.

Ammoniakk brukes i en av laboratoriemetodene for å oppnå dette elementet.

Innhenting av et stoff i laboratoriet

Den første metoden for å oppnå ammoniakk er å bringe ammoniakk til koking, hvoretter den resulterende dampen tørkes og den nødvendige kjemiske forbindelsen samles. Å skaffe ammoniakk i laboratoriet er også mulig ved å varme opp lesket kalk og fast ammoniumklorid.

Reaksjonen for å oppnå ammoniakk er som følger:

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

Under denne reaksjonen dannes et hvitt bunnfall. Dette er CaCl 2 salt, og vann og ønsket ammoniakk dannes også. For å utføre tørking av det nødvendige stoffet, føres det gjennom en blanding av kalk i kombinasjon med brus.

Innhenting av ammoniakk i laboratoriet gir ikke den mest optimale teknologien for produksjon i de nødvendige mengder. I mange år har folk lett etter måter å utvinne stoffet på i industriell skala.

Opprinnelsen til etableringen av produksjonsteknologier

I løpet av årene 1775-1780 ble det utført forsøk for å binde frie nitrogenmolekyler fra atmosfæren. Den svenske kjemikeren K. Shelle fant en reaksjon som så ut som

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

På grunnlag av dette utviklet N. Caro og A. Frank i 1895 en metode for å binde frie nitrogenmolekyler:

CaC 2 + N 2 \u003d CaCN 2 + C

Dette alternativet krevde mye energi og var ikke økonomisk levedyktig, så over tid ble det forlatt.

En annen ganske kostbar metode var prosessen med interaksjon mellom nitrogen- og oksygenmolekyler oppdaget av de engelske kjemikerne D. Priestley og G. Cavendish:

Økende etterspørsel etter ammoniakk

I 1870 ble dette kjemikaliet ansett som et uønsket produkt fra gassindustrien og var praktisk talt ubrukelig. Etter 30 år har den imidlertid blitt veldig populær i koksindustrien.

Til å begynne med ble det økte behovet for ammoniakk fylt opp ved å isolere det fra kull. Men med en 10-dobling av forbruket av stoffet, ble det utført praktisk arbeid for å finne måter å utvinne det på. Produksjonen av ammoniakk begynte å bli introdusert ved å bruke reserver av atmosfærisk nitrogen.

Behovet for nitrogenbaserte stoffer ble observert i nesten alle kjente sektorer av økonomien.

Finne måter å møte industriell etterspørsel på

Menneskeheten har kommet langt for å implementere ligningen for produksjon av materie:

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3

Produksjonen av ammoniakk i industrien ble først realisert i 1913 ved katalytisk syntese fra hydrogen og nitrogen. Metoden ble oppdaget av F. Gaber i 1908.

Den åpne teknologien har løst et langvarig problem for mange forskere fra forskjellige land. Til nå var det ikke mulig å binde nitrogen i form av NH 3 . Denne kjemiske prosessen kalles cyanamidreaksjonen. Når temperaturen på kalk og karbon ble økt, ble stoffet CaC 2 (kalsiumkarbid) oppnådd. Ved å varme opp nitrogen ble det oppnådd kalsiumcyanamid CaCN 2, hvorfra ammoniakk ble frigjort ved hydrolyse.

Implementering av teknologier for ammoniakkproduksjon

Å skaffe NH 3 på global skala for industrielt forbruk begynte med kjøpet av et patent på F. Haber-teknologier av A. Mittasch, en representant for Baden brus-anlegget. I begynnelsen av 1911 ble syntesen av ammoniakk i et lite anlegg regelmessig. K. Bosch skapte et stort kontaktapparat basert på utviklingen til F. Haber. Det var det originale utstyret som ga ammoniakkgjenvinningsprosessen ved syntese i produksjonsskala. K. Bosch overtok hele ledelsen i denne saken.

Spare energikostnader innebar deltakelse av visse katalysatorer i syntesereaksjonene.

En gruppe forskere som jobber med å lete etter passende komponenter foreslo følgende: en jernkatalysator, som oksider av kalium og aluminium ble tilsatt, og som fortsatt regnes som en av de beste ammoniakkene i industrien.

Den 9. september 1913 begynte verdens første anlegg som bruker katalytisk synteseteknologi. Produksjonskapasiteten ble gradvis økt, og mot slutten av 1917 ble det produsert 7 tusen tonn ammoniakk per måned. I det første driftsåret til anlegget var dette tallet bare 300 tonn per måned.

Deretter begynte også alle andre land å bruke synteseteknologien ved å bruke katalysatorer, som i hovedsak ikke skilte seg mye fra Haber-Bosch-teknikken. Bruken av høytrykks- og sirkulasjonsprosesser skjedde i enhver teknologisk prosess.

Implementering av syntese i Russland

I Russland ble syntese også brukt ved bruk av katalysatorer som gir ammoniakkproduksjon. Reaksjonen ser slik ut:

I Russland begynte det aller første ammoniakksynteseanlegget sitt arbeid i 1928 i Chernorechensk, og deretter ble produksjonsanlegg bygget i mange andre byer.

Det praktiske arbeidet med å skaffe ammoniakk skyter stadig fart. Mellom 1960 og 1970 økte syntesen med nesten 7 ganger.

I landet, for vellykket produksjon, innsamling og anerkjennelse av ammoniakk, brukes blandede katalytiske stoffer. Studiet av sammensetningen deres utføres av en gruppe forskere ledet av S. S. Lachinov. Det var denne gruppen som fant de mest effektive materialene for synteseteknologien.

Kinetikken til prosessen studeres også hele tiden. Vitenskapelig utvikling på dette området ble utført av M. I. Temkin, så vel som hans ansatte. I 1938 gjorde denne forskeren, sammen med sin kollega V. M. Pyzhev, en viktig oppdagelse, og forbedret produksjonen av ammoniakk. Ligningen for syntesens kinetikk, satt sammen av disse kjemikerne, brukes nå over hele verden.

Moderne synteseprosess

Prosessen med å skaffe ammoniakk ved hjelp av en katalysator, som brukes i dagens produksjon, er reversibel. Derfor er spørsmålet om det optimale nivået av virkningen av indikatorer på å oppnå maksimalt produktutbytte svært relevant.

Prosessen foregår ved høy temperatur: 400-500 ˚С. En katalysator brukes for å sikre den nødvendige reaksjonshastigheten. Moderne produksjon av NH 3 innebærer bruk av høytrykk - ca 100-300 atm.

Sammen med bruken av et sirkulasjonssystem er det mulig å oppnå en tilstrekkelig stor masse av utgangsmaterialer omdannet til ammoniakk.

Moderne produksjon

Driftssystemet til ethvert ammoniakkanlegg er ganske komplekst og inkluderer flere stadier. Teknologien for å oppnå ønsket substans utføres i 6 trinn. Under syntesen oppnås, samles og gjenkjennes ammoniakk.

Den innledende fasen består i utvinning av svovel fra naturgass ved hjelp av en avsvovlingsmiddel. Denne manipulasjonen er nødvendig på grunn av det faktum at svovel er en katalytisk gift og dreper nikkelkatalysatoren i hydrogenekstraksjonsstadiet.

Det andre trinnet er omdannelsen av metan, som fortsetter med bruk av høy temperatur og trykk ved bruk av en nikkelkatalysator.

På det tredje trinnet oppstår delvis utbrenthet av hydrogen i atmosfærisk oksygen. Som et resultat produseres en blanding av vanndamp, karbonmonoksid og nitrogen.

Det fjerde trinnet er skiftreaksjonen, som foregår med forskjellige katalysatorer og to forskjellige temperaturforhold. Til å begynne med brukes Fe 3 O 4, og prosessen fortsetter ved en temperatur på 400 ˚С. I det andre trinnet er en mer effektiv kobberkatalysator involvert, som tillater produksjon ved lave temperaturer.

Det neste femte trinnet innebærer fjerning av unødvendig karbonmonoksid (VI) fra gassblandingen ved å bruke teknologien for absorpsjon med en alkaliløsning.

På det siste trinnet fjernes karbonmonoksid (II) ved hjelp av reaksjonen av hydrogenomdannelse til metan gjennom en nikkelkatalysator og høy temperatur.

Gassblandingen oppnådd som et resultat av alle manipulasjoner inneholder 75% hydrogen og 25% nitrogen. Den komprimeres under høyt trykk og avkjøles deretter.

Det er disse manipulasjonene som er beskrevet av ammoniakkfrigjøringsformelen:

N 2 + 3H 2 ↔ 2 NH 3 + 45,9 kJ

Selv om denne prosessen ikke ser veldig komplisert ut, indikerer imidlertid alle trinnene ovenfor for implementeringen kompleksiteten ved å skaffe ammoniakk i industriell skala.

Kvaliteten på sluttproduktet påvirkes av fraværet av urenheter i råvaren.

Etter å ha gått langt fra en liten laboratorieerfaring til storskala produksjon, er ammoniakkproduksjon i dag en ettertraktet og uunnværlig gren av kjemisk industri. Denne prosessen blir stadig forbedret, og sikrer kvaliteten, økonomien og den nødvendige mengden produkt for hver celle i den nasjonale økonomien.

Bruk av vannfri flytende ammoniakk

Vannfri flytende ammoniakk (hydrogennitritt) er en fargeløs gjennomsiktig væske. Det er giftig og har god løselighet i vann.

Ammoniakk produseres ved katalytisk syntese av nitrogen og hydrogen. Den har giftige egenskaper, kan forårsake brannskader, ifølge GOST 6221-90 har IV-fareklasse.

Hydrogennitritt er et saktebrennende stoff, men når det blandes med luft er det eksplosivt, spesielt i lukkede rom.

Også eksplosive blandinger kan dannes ved interaksjon av hydrogennitritt med kalsium, brom, sølvoksid, klor, jod, kvikksølv og noen andre elementer.

Kontakt av ammoniakk med kvikksølv, klor, jod, brom, kalsium, sølvoksid og noen andre kjemikalier kan føre til dannelse av eksplosive forbindelser.

Hydrogennitritt er preget av etsende funksjoner:

Kontakt med sink, kobber (akselererer i nærvær av vann); gummi oppløsning; ulike typer stål er utsatt for sprekker i nærvær av oksygen hvis sammensetningen av vann er mindre enn 0,2 %.

Bruk av ammoniakk:

Jordbruk.

Gjødsel (urea, ammoniumnitrat, kompleks gjødsel), salpetersyre og andre nitrogenholdige forbindelser er laget av det.

Når disse gjødslene påføres i den nødvendige mengden, kan avlingene øke betydelig (fra 8 til 60%).

Fordelene med bruken er:

billighet; effektivitet; muligheten for gjødsling om høsten, for neste høsting; mekanisering av prosessene for levering og påføring av gjødsel til jorda. Kjøleindustrien.

Ammoniakk brukes som kjølemiddel. For tiden moderniseres kjøleindustrien, nye ordninger utvikles, det søkes etter måter å redusere ammoniakkkapasiteten til eksisterende anlegg.

Systemer for automatisk styring og beskyttelse av alt kjøleutstyr er under utforming, og det blir funnet måter å redusere skadelige utslipp ved trykkavlastning av kjøleinnretninger.

Metallurgi.

Oftest brukt til å skape beskyttende miljøer (atmosfærer). .

Kjemisk produksjon.

Salpetersyre, laget av hydrogennitritt, brukes til å lage fargestoffer, kunstige fibre, eksplosiver og plast.

Medisinen.

I medisin er ammoniakk mye brukt, bestående av 10 % ammoniakk.

Ammoniakk gis for å lukte i besvimelse og halvbevisst tilstand. Med dens hjelp fjernes hodepine, kvalme og andre tegn som er karakteristiske for en tilstand av alvorlig alkoholforgiftning. Å gni insektbitt lindrer ubehag og kløe. Gen.

Hjemme brukes ammoniakk også til rengjøring av vinduer, sølv- og forniklet servise. Sånn er det =)..

Hva annet å lese