ชื่อทางเคมีของแอมโมเนีย การใช้แอมโมเนีย

แอมโมเนีย -เอ็นเอช 3

แอมโมเนีย (ในภาษายุโรปชื่อดูเหมือน "แอมโมเนีย") เป็นชื่อที่มาจากโอเอซิสแห่งอัมโมนในแอฟริกาเหนือ ซึ่งตั้งอยู่ที่ทางแยกของเส้นทางกองคาราวาน ในสภาพอากาศร้อน ยูเรีย (NH 2) 2 CO ที่มีอยู่ในของเสียจากสัตว์จะสลายตัวอย่างรวดเร็วเป็นพิเศษ หนึ่งในผลิตภัณฑ์ย่อยสลายคือแอมโมเนีย ตามแหล่งอื่น ๆ แอมโมเนียได้ชื่อมาจากคำภาษาอียิปต์โบราณ อาโมเนียน. เรียกว่าคนบูชาเทพอมร. ในระหว่างพิธีกรรม พวกเขาดมแอมโมเนีย NH 4 Cl ซึ่งเมื่อได้รับความร้อนจะระเหยแอมโมเนีย

1. โครงสร้างของโมเลกุล

โมเลกุลของแอมโมเนียมีรูปร่างเป็นพีระมิดตรีโกณมิติโดยมีอะตอมของไนโตรเจนอยู่ด้านบน อิเล็กตรอน p ที่ไม่มีการจับคู่สามตัวของอะตอมไนโตรเจนมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้ว 1s อิเล็กตรอนของอะตอมไฮโดรเจนสามอะตอม (พันธะ N-H) อิเล็กตรอนภายนอกคู่ที่สี่จะไม่ถูกแบ่งปัน มันสามารถสร้างพันธะผู้ให้และผู้รับกับไฮโดรเจน ไอออน เกิดเป็นแอมโมเนียมไอออน NH 4 + .

ประเภทของพันธะเคมี:ขั้วโควาเลนต์ สามเดี่ยวσ - ซิกม่าพันธบัตร N-H

2. คุณสมบัติทางกายภาพแอมโมเนีย

ภายใต้สภาวะปกติ มันเป็นก๊าซไม่มีสีที่มีกลิ่นฉุน (กลิ่นของแอมโมเนีย) ซึ่งเบากว่าอากาศเกือบสองเท่า เป็นพิษตามผลทางสรีรวิทยาในร่างกายมันเป็นของกลุ่มของสารที่มีผลทำให้ขาดอากาศหายใจและ neurotropic ซึ่งเมื่อสูดดมอาจทำให้เกิดอาการบวมน้ำที่ปอดเป็นพิษและทำลายระบบประสาทอย่างรุนแรง ไอแอมโมเนียทำให้เยื่อเมือกของดวงตาและอวัยวะทางเดินหายใจระคายเคืองอย่างรุนแรงรวมถึงผิวหนัง นี่คือสิ่งที่เรารับรู้ว่าเป็นกลิ่นฉุน ไอระเหยของแอมโมเนียทำให้น้ำตาไหลมาก ปวดตา สารเคมีไหม้ที่เยื่อบุตาและกระจกตา สูญเสียการมองเห็น ไอพอดี ผิวหนังแดงและคัน ความสามารถในการละลายของ NH 3 ในน้ำนั้นสูงมาก - ประมาณ 1,200 ปริมาตร (ที่ 0 °C) หรือ 700 ปริมาตร (ที่ 20 °C) ในน้ำหนึ่งปริมาตร

3.

4. คุณสมบัติทางเคมีแอมโมเนีย

สำหรับแอมโมเนียปฏิกิริยามีลักษณะดังนี้:

1. ด้วยการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของอะตอมไนโตรเจน (ปฏิกิริยาออกซิเดชัน)
2. โดยไม่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันของอะตอมไนโตรเจน (เพิ่มเติม)

5. การใช้แอมโมเนีย

ในแง่ของปริมาณการผลิต แอมโมเนียครองอันดับหนึ่ง ทุกปีทั่วโลกได้รับสารประกอบนี้ประมาณ 100 ล้านตัน แอมโมเนียมีอยู่ในรูปของเหลวหรือเป็นสารละลายน้ำ - น้ำแอมโมเนีย ซึ่งมักจะมี NH 3 อยู่ 25% แอมโมเนียจำนวนมากถูกนำมาใช้ต่อไป เพื่อผลิตกรดไนตริกซึ่งไปที่ การผลิตปุ๋ยและสินค้าอื่นๆอีกมากมาย น้ำแอมโมเนียยังใช้โดยตรงเป็นปุ๋ย และบางครั้งพืชในไร่นาก็รดน้ำจากถังโดยตรงด้วยแอมโมเนียเหลว จากแอมโมเนีย รับ เกลือต่างๆแอมโมเนียม ยูเรีย ยูโรโทรปิน. ของเขา ยังใช้เป็นสารทำความเย็นราคาถูกในระบบทำความเย็นอุตสาหกรรม

แอมโมเนียยังใช้ เพื่อผลิตเส้นใยสังเคราะห์ตัวอย่างเช่น ไนลอนและคาปรอน ในอุตสาหกรรมเบา ใช้ทำความสะอาดและย้อมผ้าฝ้าย ขนสัตว์ และไหม. ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี มีการใช้แอมโมเนียเพื่อทำให้ของเสียที่เป็นกรดเป็นกลาง และในการผลิตยางธรรมชาติ แอมโมเนียช่วยรักษาน้ำยางในระหว่างการขนส่งจากสวนไปยังโรงงาน แอมโมเนียยังใช้ในการผลิตโซดาโดยใช้วิธี Solvay ในอุตสาหกรรมเหล็ก แอมโมเนียใช้สำหรับไนไตรด์ - การทำให้ชั้นผิวเหล็กอิ่มตัวด้วยไนโตรเจน ซึ่งจะเพิ่มความแข็งอย่างมีนัยสำคัญ

แพทย์ใช้สารละลายแอมโมเนียในน้ำ ( แอมโมเนีย) ในการปฏิบัติในชีวิตประจำวัน: สำลีจุ่มแอมโมเนียพาคนออกจากการเป็นลม สำหรับมนุษย์ แอมโมเนียในขนาดดังกล่าวไม่เป็นอันตราย

เครื่องจำลอง

Simulator №1 "การเผาไหม้ของแอมโมเนีย"

Simulator №2 "คุณสมบัติทางเคมีของแอมโมเนีย"

งานเพื่อการเสริมแรง

№1. ดำเนินการแปลงตามรูปแบบ:

ก) ไนโตรเจน → แอมโมเนีย → ไนตริกออกไซด์ (II)

b) แอมโมเนียมไนเตรต → แอมโมเนีย → ไนโตรเจน

ค) แอมโมเนีย → แอมโมเนียมคลอไรด์ → แอมโมเนีย → แอมโมเนียมซัลเฟต

และไฮโดรเจน. เป็นก๊าซไม่มีสีแต่มีกลิ่นฉุน องค์ประกอบทางเคมีสะท้อนถึงสูตรของแอมโมเนีย - NH 3 การเพิ่มความดันหรือการลดลงของอุณหภูมิของสารนำไปสู่การเปลี่ยนเป็นของเหลวไม่มีสี ก๊าซแอมโมเนียและสารละลายของมันถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและ เกษตรกรรม. ในทางการแพทย์ใช้แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ 10% - แอมโมเนีย

โครงสร้างของโมเลกุล สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของแอมโมเนีย

โมเลกุลของไฮโดรเจนไนไตรด์มีรูปร่างเหมือนปิรามิด ที่ฐานของโมเลกุลคือไนโตรเจนสร้างพันธะกับไฮโดรเจนสามอะตอม พันธะ N-H มีขั้วอย่างมาก ไนโตรเจนจะดึงดูดอิเล็กตรอนคู่พันธะได้แรงกว่า ดังนั้นประจุลบจึงสะสมอยู่ที่อะตอม N ในขณะที่ประจุบวกจะเข้มข้นที่ไฮโดรเจน แนวคิดของกระบวนการนี้ได้รับจากแบบจำลองของโมเลกุล อิเล็กทรอนิกส์ และแอมโมเนีย

ไฮโดรเจนไนไตรด์ละลายได้ดีในน้ำ (700:1 ที่ 20°C) การปรากฏตัวของโปรตอนฟรีทำให้เกิดการก่อตัวของ "สะพาน" ไฮโดรเจนจำนวนมากที่เชื่อมต่อโมเลกุลเข้าด้วยกัน คุณสมบัติทางโครงสร้างและพันธะเคมีทำให้แอมโมเนียกลายเป็นของเหลวได้ง่ายเมื่อความดันเพิ่มขึ้นหรืออุณหภูมิลดลง (-33 ° C)

ที่มาของชื่อ

คำว่า "แอมโมเนีย" ถูกนำมาใช้ทางวิทยาศาสตร์ในปี 1801 ตามคำแนะนำของนักเคมีชาวรัสเซีย Y. Zakharov แต่มนุษย์รู้จักสารนี้มาตั้งแต่สมัยโบราณ ก๊าซที่มีกลิ่นฉุนจะถูกปล่อยออกมาระหว่างการสลายตัวของของเสียมากมาย สารประกอบอินทรีย์ตัวอย่างเช่น โปรตีนและยูเรียในระหว่างการสลายตัวของเกลือแอมโมเนียม นักประวัติศาสตร์เคมีเชื่อว่าสารนี้ได้รับการตั้งชื่อตามเทพเจ้าอามุนของอียิปต์โบราณ โอเอซิสแห่ง Siwa (อัมมอน) ตั้งอยู่ในแอฟริกาเหนือ ซากปรักหักพังถูกอนุรักษ์ไว้โดยรอบ เมืองโบราณและวัดซึ่งอยู่ติดกับที่มีการสะสมของแอมโมเนียมคลอไรด์ สารนี้ในยุโรปเรียกว่า "เกลือแห่งอมร" มีตำนานว่าชาว Siwa โอเอซิสดมเกลือในวัด

การได้รับไฮโดรเจนไนไตรด์

นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอังกฤษ อาร์. บอยล์ เผามูลสัตว์ในการทดลองและสังเกตการก่อตัวของควันสีขาวบนแท่งไม้ที่จุ่มลงในกรดไฮโดรคลอริก และปล่อยเข้าไปในกระแสของก๊าซที่เกิดขึ้น ในปี พ.ศ. 2317 ดี. พรีสต์ลีย์ นักเคมีชาวอังกฤษอีกคนหนึ่งได้ให้ความร้อนกับแอมโมเนียมคลอไรด์ ปูนขาวและแยกแยะออก สารที่เป็นก๊าซ. Priestley เรียกสารประกอบนี้ว่า "อากาศอัลคาไลน์" เนื่องจากสารละลายแสดงคุณสมบัติ การทดลองของ Boyle ได้รับการอธิบายซึ่งแอมโมเนียทำปฏิกิริยากับ กรดไฮโดรคลอริก. แข็ง สีขาวเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลของสารที่ทำปฏิกิริยาสัมผัสกันโดยตรงในอากาศ

สูตรทางเคมีของแอมโมเนียก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2418 โดยชาวฝรั่งเศส C. Berthollet ซึ่งทำการทดลองเกี่ยวกับการสลายตัวของสารเป็นส่วนประกอบภายใต้อิทธิพลของการปล่อยไฟฟ้า จนถึงขณะนี้ การทดลองของ Priestley, Boyle และ Berthollet กำลังทำซ้ำในห้องปฏิบัติการเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนไนไตรด์และแอมโมเนียมคลอไรด์ วิธีการทางอุตสาหกรรมได้รับการพัฒนาในปี 1901 โดย A. Le Chatelier ซึ่งได้รับสิทธิบัตรสำหรับวิธีการสังเคราะห์สารจากไนโตรเจนและไฮโดรเจน

สารละลายแอมโมเนีย สูตรและคุณสมบัติ

สารละลายแอมโมเนียในน้ำมักเขียนเป็นไฮดรอกไซด์ - NH 4 OH มันแสดงคุณสมบัติของด่างที่อ่อนแอ:

• แยกตัวออกเป็นไอออน NH 3 + H 2 O \u003d NH 4 OH \u003d NH 4 + + OH -;
• สีของสารละลายฟีนอฟทาลีนเป็นสีแดงเข้ม
• ทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ
• ตกตะกอน Cu(OH) 2 เป็นสารสีฟ้าสดใสเมื่อผสมกับเกลือทองแดงที่ละลายน้ำได้

ความสมดุลในปฏิกิริยาของปฏิกิริยาของแอมโมเนียกับน้ำจะเปลี่ยนไปสู่วัสดุเริ่มต้น ไฮโดรเจนไนไตรด์ที่อุ่นจะเผาไหม้ได้ดีในออกซิเจน ไนโตรเจนถูกออกซิไดซ์เป็นโมเลกุลไดอะตอม สารที่เรียบง่าย N2 คุณสมบัติในการบูรณะแอมโมเนียยังแสดงปฏิกิริยากับคอปเปอร์(II) ออกไซด์

คุณค่าของแอมโมเนียและสารละลาย

ไฮโดรเจนไนไตรด์ใช้ในการผลิตเกลือแอมโมเนียมและกรดไนตริก ซึ่งเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุดของอุตสาหกรรมเคมี แอมโมเนียทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบในการผลิตโซดา (ตามวิธีไนเตรต) เนื้อหาของไฮโดรเจนไนไตรด์ในสารละลายเข้มข้นทางอุตสาหกรรมถึง 25% ใช้ในการเกษตร สารละลายน้ำแอมโมเนีย สูตร ปุ๋ยน้ำ- เอ็นเอช 4 โอ สารนี้ใช้เป็นน้ำสลัดโดยตรง วิธีอื่นในการเสริมสร้างดินด้วยไนโตรเจนคือการใช้เกลือคลอไรด์ฟอสเฟต ที่ สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมและสถานที่เกษตรกรรม ไม่แนะนำให้เก็บปุ๋ยแร่ธาตุที่มีเกลือแอมโมเนียมกับด่างไว้ด้วยกัน หากละเมิดความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์ สารต่างๆ สามารถทำปฏิกิริยากันเองโดยก่อตัวเป็นแอมโมเนียและปล่อยออกสู่อากาศภายในอาคาร สารพิษส่งผลเสียต่ออวัยวะระบบทางเดินหายใจส่วนกลาง ระบบประสาทบุคคล. แอมโมเนียผสมกับอากาศจะระเบิดได้

คุณสมบัติของแอมโมเนีย NH 3 (ก๊าซ) ที่ความดันบรรยากาศ

แอมโมเนีย (NH 3) เป็นก๊าซพิษที่ติดไฟได้ซึ่งมีความสามารถในการก่อให้เกิดส่วนผสมที่ระเบิดได้เมื่อสัมผัสกับอากาศ

ที่ ความดันปกติและ อุณหภูมิห้องมีอยู่ในรูปของก๊าซ เพื่อใช้ในการผลิตและการขนส่ง แอมโมเนีย (ไนไตรด์) จะถูกทำให้เป็นของเหลว

มีการใช้แอมโมเนียทางเทคนิคเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิต จำนวนมากสารที่มีและใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ: ปุ๋ยแร่, และ กรดไฮโดรไซยานิกในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ทั่วไป เป็นต้น

ตารางแสดงความหนาแน่นและ คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์แอมโมเนียในสถานะก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ความดัน 760 มม. ปรอท คุณสมบัติของแอมโมเนียจะแสดงที่อุณหภูมิตั้งแต่ -23 ถึง 627 องศาเซลเซียส

ตารางให้ดังต่อไปนี้ คุณสมบัติของแอมโมเนีย:

• ความหนาแน่นของแอมโมเนีย กก./ม.3 ;
• ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน, W/(ม. องศา);
• ความหนืดไดนามิก ;
• เบอร์โทร.

จากตารางจะเห็นได้ว่าคุณสมบัติของแอมโมเนียขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างมาก ดังนั้น, เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความหนาแน่นของแอมโมเนียจะลดลง, และหมายเลข Prandtl; คุณสมบัติอื่น ๆ ของก๊าซนี้จะเพิ่มค่าของมัน

ตัวอย่างเช่นที่อุณหภูมิ 27°ซ(300 K) แอมโมเนียมีความหนาแน่นเท่ากับ 0.715 กก. / ลบ.มและเมื่อให้ความร้อนถึง 627 ° C (900 K) ความหนาแน่นของแอมโมเนียจะลดลงเป็นค่า 0.233 kg / m 3

ความหนาแน่นของแอมโมเนียที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศปกติจะลดลงอย่างมากภายใต้สภาวะเหล่านี้

หมายเหตุ ระวัง! ค่าการนำความร้อนของแอมโมเนียในตารางแสดงในระดับ 10 3 อย่าลืมหารด้วย 1,000

คุณสมบัติของแอมโมเนีย (ไอน้ำอิ่มตัวแห้ง)

ตารางแสดงคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของแอมโมเนียอิ่มตัวแห้งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
คุณสมบัติมีให้ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -70 ถึง 70 °C

ตารางแสดงต่อไปนี้ คุณสมบัติของไอแอมโมเนีย:

• ความหนาแน่นของแอมโมเนีย กก./ม.3 ;
• ความร้อนของการเปลี่ยนเฟส kJ/kg;
• ความจุความร้อนจำเพาะ kJ/(kg deg);
• การแพร่กระจายความร้อน m 2 /s;
• ความหนืดไดนามิก Pa s;
• ความหนืดจลนศาสตร์ m 2 /s;
• เบอร์โทร.

คุณสมบัติของแอมโมเนียนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นอย่างมาก มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างอุณหภูมิและความดันของไออิ่มตัวของแอมโมเนีย
ในกรณีนี้ ความหนาแน่นของไอแอมโมเนียอิ่มตัวจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ค่าการแพร่กระจายความร้อนและความหนืดลดลง ค่าการนำความร้อนของไอแอมโมเนียอิ่มตัวในตารางมีค่าเท่ากับ 10 4 . อย่าลืมหารด้วย 10,000

คุณสมบัติของแอมโมเนียเหลวในสถานะอิ่มตัว

ตารางแสดงคุณสมบัติทางอุณหฟิสิกส์ของของเหลวแอมโมเนียอิ่มตัวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
คุณสมบัติของแอมโมเนียในสถานะของเหลวอิ่มตัวจะได้รับในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -70 ถึง 70 °C

ตารางแสดงต่อไปนี้ คุณสมบัติของแอมโมเนียเหลว:

• ความดันไออิ่มตัว MPa;
• ความหนาแน่นของแอมโมเนีย กก./ม.3 ;
• ความจุความร้อนจำเพาะ kJ/(kg deg);
• การนำความร้อน, W/(ม. องศา);
• การแพร่กระจายความร้อน m 2 /s;
• ความหนืดไดนามิก Pa s;
• ความหนืดจลนศาสตร์ m 2 /s;
• ค่าสัมประสิทธิ์แรงตึงผิว N/m;
• เบอร์โทร.

ความหนาแน่นของแอมโมเนียใน สถานะของเหลวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิน้อยกว่าความหนาแน่นของไอ เฉพาะความหนืดไดนามิกเท่านั้นที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุณหภูมิของแอมโมเนียเหลวเพิ่มขึ้น

การนำความร้อนของแอมโมเนียในสถานะของเหลวและก๊าซ

ตารางแสดงค่าการนำความร้อนของแอมโมเนียในสถานะของเหลวและก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน
ค่าการนำความร้อนของแอมโมเนีย (ขนาด W / (m deg)) แสดงไว้ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 27 ถึง 327 ° C และความดันตั้งแต่ 1 ถึง 1,000 บรรยากาศ

ค่าการนำความร้อนของแอมโมเนียในตารางแสดงในระดับ 10 3 อย่าลืมหารด้วย 1,000
ค่าการนำความร้อนเหนือเส้นระบุไว้สำหรับแอมโมเนียเหลวซึ่งค่าการนำความร้อนจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

การนำความร้อนของก๊าซแอมโมเนียเพิ่มขึ้นเมื่อถูกความร้อน. ความดันที่เพิ่มขึ้นทำให้ค่าการนำความร้อนเพิ่มขึ้นสำหรับแอมโมเนียทั้งของเหลวและก๊าซ

ตารางต่อไปนี้แสดง การนำความร้อนของแอมโมเนียที่ อุณหภูมิต่ำและความดันบรรยากาศ

บนเส้นความอิ่มตัวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิซึ่งแสดงไว้ในตารางด้านล่าง ควรสังเกตว่าค่าการนำความร้อนของแอมโมเนียเหลวจะลดลงเมื่อถูกความร้อน

หมายเหตุ ระวัง! ค่าการนำความร้อนของแอมโมเนียในตารางมีค่าเท่ากับ 10 3 . อย่าลืมหารด้วย 1,000

สำหรับกระบวนการผลิต ปริมาณที่เหมาะสมสารเคมีเช่นเดียวกับการบรรลุคุณภาพสูงสุดนั้นได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ การผลิตแอมโมเนียขึ้นอยู่กับความดัน อุณหภูมิ การมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยา สารที่ใช้ และวิธีการสกัดสารที่ได้ พารามิเตอร์เหล่านี้ต้องมีความสมดุลอย่างเหมาะสมเพื่อให้ได้ผลกำไรสูงสุดจากกระบวนการผลิต

คุณสมบัติของแอมโมเนีย

ที่อุณหภูมิห้องและความชื้นในอากาศปกติ แอมโมเนียจะอยู่ในสถานะก๊าซและมีกลิ่นที่น่ารังเกียจมาก มันมีผลกับเยื่อเมือกที่เป็นพิษและระคายเคืองต่อร่างกาย การผลิตและคุณสมบัติของแอมโมเนียขึ้นอยู่กับการมีส่วนร่วมของน้ำในกระบวนการ เนื่องจากสารนี้ละลายได้ดีในสภาพแวดล้อมปกติ

แอมโมเนียเป็นสารประกอบของไฮโดรเจนและไนโตรเจน ของเขา สูตรเคมี- เอ็นเอช 3 .

สารเคมีนี้ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ที่ใช้งานซึ่งเป็นผลมาจากการที่ไนโตรเจนอิสระถูกปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ แอมโมเนียแสดงลักษณะของเบสและด่าง

ปฏิกิริยาของสารกับน้ำ

เมื่อ NH 3 ละลายในน้ำ จะได้น้ำแอมโมเนีย สูงสุดที่อุณหภูมิปกติแอมโมเนียสามารถละลายได้ 700 ปริมาตรในธาตุน้ำ 1 ปริมาตร สารนี้เรียกว่าแอมโมเนียและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปุ๋ยในการติดตั้งทางเทคโนโลยี

NH 3 ที่ได้จากการละลายน้ำจะแตกตัวเป็นไอออนบางส่วนตามคุณสมบัติ

แอมโมเนียใช้ในวิธีการทางห้องปฏิบัติการเพื่อให้ได้องค์ประกอบนี้

การได้รับสารในห้องปฏิบัติการ

วิธีแรกในการรับแอมโมเนียคือการนำแอมโมเนียไปต้ม หลังจากนั้นไอที่เกิดขึ้นจะถูกทำให้แห้งและรวบรวมสารเคมีที่ต้องการ การรับแอมโมเนียในห้องปฏิบัติการสามารถทำได้โดยการให้ความร้อนกับปูนขาวและแอมโมเนียมคลอไรด์ที่เป็นของแข็ง

ปฏิกิริยาเพื่อให้ได้แอมโมเนียมีดังนี้:

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

ในระหว่างปฏิกิริยานี้ จะเกิดตะกอนสีขาวขึ้น นี่คือเกลือ CaCl 2 และน้ำและแอมโมเนียที่ต้องการก็เกิดขึ้นเช่นกัน ในการทำให้สารที่ต้องการแห้งนั้นจะต้องผ่านส่วนผสมของมะนาวผสมกับโซดา

การได้รับแอมโมเนียในห้องปฏิบัติการไม่ได้ให้ประโยชน์สูงสุด เทคโนโลยีที่ดีที่สุดการผลิตในปริมาณที่ต้องการ เป็นเวลาหลายปีที่ผู้คนมองหาวิธีการสกัดสารในระดับอุตสาหกรรม

ที่มาของการจัดตั้งเทคโนโลยีการผลิต

ในช่วงปี พ.ศ. 2318-2323 มีการทดลองจับโมเลกุลไนโตรเจนอิสระจากชั้นบรรยากาศ K. Shelle นักเคมีชาวสวีเดนพบปฏิกิริยาที่ดูเหมือน

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

โดยพื้นฐานแล้ว ในปี 1895 N. Caro และ A. Frank ได้พัฒนาวิธีการจับโมเลกุลไนโตรเจนอิสระ:

CaC 2 + N 2 \u003d CaCN 2 + C

ตัวเลือกนี้จำเป็น ค่าใช้จ่ายสูงพลังงานและไม่เกิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจ ดังนั้น เมื่อเวลาผ่านไปจึงถูกละทิ้ง

อีกวิธีหนึ่งที่มีค่าใช้จ่ายสูงคือกระบวนการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของไนโตรเจนและออกซิเจนที่ค้นพบโดยนักเคมีชาวอังกฤษ D. Priestley และ G. Cavendish:

ความต้องการแอมโมเนียที่เพิ่มขึ้น

ในปี พ.ศ. 2413 สารเคมีนี้ถือเป็นผลิตภัณฑ์ที่ไม่พึงประสงค์ อุตสาหกรรมก๊าซและไร้ประโยชน์จริง อย่างไรก็ตาม หลังจากผ่านไป 30 ปี โค้กก็ได้รับความนิยมอย่างมากในอุตสาหกรรมโค้ก

ในตอนแรก ความต้องการแอมโมเนียที่เพิ่มขึ้นถูกเติมเต็มโดยการแยกแอมโมเนียออกจาก ถ่านหินแข็ง. แต่ด้วยการบริโภคสารเพิ่มขึ้น 10 เท่าการค้นหาวิธีการสกัดจึงดำเนินการ งานจริง. การผลิตแอมโมเนียเริ่มถูกนำมาใช้โดยใช้ปริมาณสำรองของไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ

ความต้องการสารที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบพบได้ในเกือบทุกภาคส่วนที่เป็นที่รู้จักของเศรษฐกิจ

หาทางตอบสนองความต้องการของภาคอุตสาหกรรม

มนุษย์มาไกลมากในการนำสมการมาใช้ในการผลิตสสาร:

ไม่มี 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3

การผลิตแอมโมเนียในอุตสาหกรรมเกิดขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2456 โดยการสังเคราะห์ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาจากไฮโดรเจนและไนโตรเจน วิธีการนี้ถูกค้นพบโดย F. Gaber ในปี 1908

เทคโนโลยีแบบเปิดช่วยแก้ปัญหาที่มีมายาวนานสำหรับนักวิทยาศาสตร์หลายคน ประเทศต่างๆ. จนถึงจุดนี้ มันเป็นไปไม่ได้ที่จะจับไนโตรเจนในรูปของ NH 3 นี้ กระบวนการทางเคมีเรียกว่าปฏิกิริยาไซยานาไมด์ เมื่อเพิ่มอุณหภูมิของปูนขาวและคาร์บอน จะได้สาร CaC 2 (แคลเซียมคาร์ไบด์) โดยการให้ความร้อนกับไนโตรเจน จะได้แคลเซียมไซยานาไมด์ CaCN 2 ซึ่งแอมโมเนียถูกปล่อยออกมาโดยการไฮโดรไลซิส

การใช้เทคโนโลยีในการผลิตแอมโมเนีย

การได้รับ NH 3 ในระดับโลกสำหรับการบริโภคทางอุตสาหกรรมเริ่มต้นด้วยการซื้อสิทธิบัตรสำหรับเทคโนโลยี F. Haber โดย A. Mittasch ตัวแทนของโรงงานโซดา Baden เมื่อต้นปี พ.ศ. 2454 การสังเคราะห์แอมโมเนียเริ่มขึ้น การติดตั้งขนาดเล็กกลายเป็นเรื่องปกติ K. Bosch สร้างอุปกรณ์สัมผัสขนาดใหญ่ตามการพัฒนาของ F. Haber เป็นอุปกรณ์ดั้งเดิมที่ให้กระบวนการกู้คืนแอมโมเนียโดยการสังเคราะห์ในระดับการผลิต K. Bosch เป็นผู้นำทั้งหมดในเรื่องนี้

การประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยาบางอย่างในปฏิกิริยาการสังเคราะห์

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานเกี่ยวกับการค้นหาส่วนประกอบที่เหมาะสมได้เสนอสิ่งต่อไปนี้: ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเหล็ก ซึ่งมีการเติมออกไซด์ของโพแทสเซียมและอลูมิเนียมลงไป และยังถือว่าเป็นหนึ่งในตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้แอมโมเนียที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรม

เมื่อวันที่ 9 กันยายน พ.ศ. 2456 โรงงานแห่งแรกของโลกที่ใช้เทคโนโลยีการสังเคราะห์ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาได้เริ่มทำงาน กำลังการผลิตเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และภายในสิ้นปี 2460 มีการผลิตแอมโมเนีย 7,000 ตันต่อเดือน ในปีแรกของการดำเนินงานของโรงงาน ตัวเลขนี้มีเพียง 300 ตันต่อเดือน

ต่อจากนั้น ประเทศอื่นๆ ทั้งหมดก็เริ่มใช้เทคโนโลยีการสังเคราะห์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งโดยเนื้อแท้แล้วก็ไม่แตกต่างไปจากเทคนิคของ Haber-Bosch มากนัก การใช้กระบวนการความดันและการไหลเวียนสูงเกิดขึ้นในกระบวนการทางเทคโนโลยีใด ๆ

การดำเนินการสังเคราะห์ในรัสเซีย

ในรัสเซียยังใช้การสังเคราะห์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้การผลิตแอมโมเนีย ปฏิกิริยามีลักษณะดังนี้:

ในรัสเซีย โรงงานสังเคราะห์แอมโมเนียแห่งแรกเริ่มทำงานในปี พ.ศ. 2471 ในเมืองเชอร์โนเรเชนสค์ จากนั้นจึงมีการสร้างโรงงานผลิตในเมืองอื่นๆ อีกหลายแห่ง

งานภาคปฏิบัติในการได้รับแอมโมเนียกำลังได้รับแรงผลักดันอย่างต่อเนื่อง ระหว่างปี 1960 ถึง 1970 การสังเคราะห์เพิ่มขึ้นเกือบ 7 เท่า

ในประเทศสำหรับการผลิตการรวบรวมและการรับรู้แอมโมเนียที่ประสบความสำเร็จจะใช้สารเร่งปฏิกิริยาแบบผสม การศึกษาองค์ประกอบดำเนินการโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย S. S. Lachinov กลุ่มนี้พบมากที่สุด วัสดุที่มีประสิทธิภาพสำหรับเทคโนโลยีการสังเคราะห์

จลนพลศาสตร์ของกระบวนการยังได้รับการศึกษาอย่างต่อเนื่อง การพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ในพื้นที่นี้ดำเนินการโดย M. I. Temkin และพนักงานของเขา ในปี 1938 นักวิทยาศาสตร์คนนี้ร่วมกับเพื่อนร่วมงานของเขา V. M. Pyzhev ได้ทำการค้นพบที่สำคัญโดยปรับปรุงการผลิตแอมโมเนีย สมการสำหรับจลนพลศาสตร์ของการสังเคราะห์ที่รวบรวมโดยนักเคมีเหล่านี้ ถูกนำมาใช้ทั่วโลกในปัจจุบัน

กระบวนการสังเคราะห์ที่ทันสมัย

กระบวนการรับแอมโมเนียโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งใช้ในการผลิตในปัจจุบันนั้นสามารถย้อนกลับได้ ดังนั้น คำถามนี้สำคัญมาก ระดับที่เหมาะสมที่สุดผลกระทบของตัวชี้วัดต่อการบรรลุผลผลิตสูงสุด

กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง: 400-500 ˚С ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้แน่ใจว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ต้องการ การผลิต NH 3 สมัยใหม่เกี่ยวข้องกับการใช้ ความดันสูง- ประมาณ 100-300 ตู้เอทีเอ็ม

ร่วมกับการใช้งาน ระบบไหลเวียนได้อย่างเพียงพอ มวลมากเปลี่ยนเป็นแอมโมเนียของวัสดุดั้งเดิม

การผลิตที่ทันสมัย

ระบบการทำงานของโรงงานแอมโมเนียค่อนข้างซับซ้อนและมีหลายขั้นตอน เทคโนโลยีเพื่อให้ได้สารที่ต้องการนั้นดำเนินการใน 6 ขั้นตอน ในระหว่างการสังเคราะห์ แอมโมเนียจะได้รับ รวบรวม และรับรู้

ขั้นตอนแรกประกอบด้วยการสกัดกำมะถันจากก๊าซธรรมชาติโดยใช้เครื่องกำจัดกำมะถัน การจัดการนี้จำเป็นเนื่องจากกำมะถันเป็นพิษตัวเร่งปฏิกิริยาและฆ่าตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลในขั้นตอนการสกัดไฮโดรเจน

ในขั้นตอนที่สอง การแปลงมีเทนเกิดขึ้นซึ่งดำเนินการโดยใช้ อุณหภูมิสูงและแรงดันเมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล

ในขั้นตอนที่สามจะเกิดการเผาผลาญไฮโดรเจนบางส่วนในออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ เป็นผลให้เกิดส่วนผสมของไอน้ำ คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนโตรเจน

ในขั้นตอนที่สี่ จะเกิดปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงขึ้น ซึ่งมีตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกันและสองตัวต่างกัน สภาพอุณหภูมิ. เริ่มแรกใช้ Fe 3 O 4 และกระบวนการจะดำเนินต่อไปที่อุณหภูมิ 400 ˚С ในขั้นตอนที่สอง มีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตที่อุณหภูมิต่ำได้

ขั้นตอนที่ห้าถัดไปเกี่ยวข้องกับการกำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ (VI) ที่ไม่จำเป็นออกจากส่วนผสมของก๊าซโดยใช้เทคโนโลยีการดูดซับด้วยสารละลายอัลคาไล

ในขั้นตอนสุดท้าย คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) จะถูกกำจัดออกโดยใช้ปฏิกิริยาการเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นมีเทนผ่านตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลและอุณหภูมิสูง

ส่วนผสมของก๊าซที่ได้จากการปรับแต่งทั้งหมดประกอบด้วยไฮโดรเจน 75% และไนโตรเจน 25% มันถูกบีบอัดภายใต้แรงดันสูงแล้วทำให้เย็นลง

เป็นกิจวัตรเหล่านี้ที่อธิบายโดยสูตรการปลดปล่อยแอมโมเนีย:

N 2 + 3H 2 ↔ 2 NH 3 + 45.9 กิโลจูล

แม้ว่ากระบวนการนี้จะดูไม่ซับซ้อนมากนัก แต่ขั้นตอนทั้งหมดข้างต้นสำหรับการนำไปใช้นั้นบ่งชี้ถึงความซับซ้อนของการได้รับแอมโมเนียในระดับอุตสาหกรรม

คุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้รับผลกระทบจากการไม่มีสิ่งเจือปนในวัตถุดิบ

จากประสบการณ์ในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กสู่การผลิตขนาดใหญ่ การผลิตแอมโมเนียเป็นที่ต้องการในปัจจุบันและ อุตสาหกรรมที่ขาดไม่ได้อุตสาหกรรมเคมี กระบวนการนี้ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพ ความประหยัด และปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการสำหรับแต่ละเซลล์ของเศรษฐกิจของประเทศ

การใช้แอมโมเนียเหลวปราศจากน้ำ

แอมโมเนียเหลวปราศจากน้ำ (ไฮโดรเจนไนไตรท์) เป็นของเหลวใสไม่มีสี เป็นพิษและละลายได้ดีในน้ำ

แอมโมเนียเกิดจากการสังเคราะห์ไนโตรเจนและไฮโดรเจนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา มีคุณสมบัติเป็นพิษสามารถทำให้เกิดการไหม้ได้ ตาม GOST 6221-90 มีระดับความเป็นอันตราย IV

ไฮโดรเจนไนไตรท์ - สารที่เผาไหม้ช้าแต่เมื่อผสมกับอากาศจะเกิดการระเบิดได้ โดยเฉพาะในพื้นที่ปิด

นอกจากนี้ ของผสมที่ระเบิดสามารถเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาของไฮโดรเจนไนไตรต์กับแคลเซียม โบรมีน ซิลเวอร์ออกไซด์ คลอรีน ไอโอดีน ปรอท และธาตุอื่นๆ

การสัมผัสแอมโมเนียกับปรอท คลอรีน ไอโอดีน โบรมีน แคลเซียม ซิลเวอร์ออกไซด์ และสารเคมีอื่นๆ อาจก่อให้เกิดสารประกอบที่ระเบิดได้

ไฮโดรเจนไนไตรต์มีลักษณะการทำงานที่มีฤทธิ์กัดกร่อน:

สัมผัสกับสังกะสี ทองแดง (เร่งปฏิกิริยาเมื่อมีน้ำ); การละลายของยาง เหล็กประเภทต่างๆ ไวต่อการแตกร้าวเมื่อมีออกซิเจนหากมีส่วนประกอบของน้ำน้อยกว่า 0.2%

การใช้แอมโมเนีย:

ปุ๋ยทำจากมัน (ยูเรีย แอมโมเนียมไนเตรตปุ๋ยเชิงซ้อน) กรดไนตริกและสารประกอบไนโตรเจนอื่นๆ

เมื่อใส่ปุ๋ยเหล่านี้ลงไป ปริมาณที่ต้องการผลผลิตพืชสามารถเพิ่มได้อย่างมาก (จาก 8 เป็น 60%)

ข้อดีของการใช้งานคือ:

ความเลว; ประสิทธิภาพ; ความเป็นไปได้ของการใส่ปุ๋ยในฤดูใบไม้ร่วงสำหรับการเก็บเกี่ยวครั้งต่อไป กลไกของกระบวนการจัดส่งและการใช้ปุ๋ยกับดิน อุตสาหกรรมเครื่องทำความเย็น.

แอมโมเนียใช้เป็นสารทำความเย็น ปัจจุบัน อุตสาหกรรมเครื่องทำความเย็นกำลังได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัย ​​มีการพัฒนาแผนการใหม่ ๆ หาวิธีที่จะลดกำลังการผลิตแอมโมเนียของโรงงานที่มีอยู่

ระบบควบคุมและป้องกันอัตโนมัติทั้งหมด อุปกรณ์ทำความเย็นและมีวิธีต่างๆ ที่จะลดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายในกรณีที่อุปกรณ์ทำความเย็นมีแรงดันลดลง

ส่วนใหญ่มักใช้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการป้องกัน (บรรยากาศ) .

กรดไนตริก ทำจากไฮโดรเจนไนไตรท์ ใช้สร้างสีย้อม เส้นใยประดิษฐ์ วัตถุระเบิดและพลาสติก

ในทางการแพทย์มีการใช้แอมโมเนียกันอย่างแพร่หลายซึ่งประกอบด้วยแอมโมเนีย 10%

แอมโมเนียจะได้รับกลิ่นในสภาพเป็นลมและกึ่งรู้สึกตัว ด้วยความช่วยเหลือ อาการปวดหัว คลื่นไส้ และสัญญาณอื่นๆ ของอาการมึนเมาจากแอลกอฮอล์อย่างรุนแรงจะถูกลบออก แมลงกัดต่อยช่วยบรรเทาอาการไม่สบายและอาการคัน พล.อ.

ที่บ้าน แอมโมเนียยังใช้ทำความสะอาดหน้าต่าง จานเงิน และจานชุบนิกเกิลด้วย เป็นอย่างนั้น =)..