Аммиак водный
Аммиак — бинарное соединение азота с водородом (химическая формула NH3) — важнейшее из нескольких известных водородных соединений азота.
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
Аммиак — весьма реакционноспособное соединение. За счёт наличия не поделённой электронной пары у атома N особенно характерны и легко осуществимы для аммиака реакции присоединения.
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)
Это так называемый процесс Габера (немецкий физик, разработал физико-химический основы метода).
Реакция происходит с выделением тепла и понижением объёма. Процесс получения аммиака проводят при следующих условиях: температура 500°C, давление 350 атмосфер, катализатор. Выход аммиака при таких условиях составляет около 3 %.
В промышленных условиях использован принцип циркуляции — аммиак удаляют охлаждением, а непрореагировавшие азот и водород возвращают в колонну синтеза. Это оказывается более экономичным, чем достижение более высокого выхода реакции за счёт повышения давления.
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.
В промышленности вода аммиачная используется в производстве удобрений, таких как аммиачная селитра, карбамид, аммофос и других азотных удобрений, используется в производстве красителей, кальцинированной соды, электролитическом производстве марганца, производстве ферросплавов. В том числе аммиачная вода может применяться в металлургии и на фармацевтических производствах.
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.
Температура охлажденного жидкого аммиака, измеряемая на фланце, соединяющем трубопроводы загрузочной линии и танкера, не должна превышать -31,5°С.
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.
Аммиак при нормальной температуре и атмосферном давлении находится в газообразном состоянии. Газообразный аммиак относится к горючим газам. Температура его самовоспламенения равна 650°С, минимальная энергия зажигания — 680 мДж.
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.
Аммиак относится к токсичным веществам. Предельно допустимая концентрация аммиака в воздухе рабочей зоны производственных помещений (ПДК) — 20 мг/м3.
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.
При работе с жидким аммиаком необходимо соблюдать правила предосторожности — использовать индивидуальные средства защиты: фильтрующий промышленный противогаз марок КД и М, защитный костюм или фартук, для защиты рук от обмораживания — утепленные резиновые перчатки, для защиты ног в зимних условиях — валенки с галошами или войлочные сапоги с резиновой окантовкой на подошве или прорезиненную обувь, а в летний период — резиновые сапоги.
Источник
Водный раствор аммиака (аммиачная вода)
«. Водный раствор аммиака (аммиачная вода) — бесцветная жидкость с резким специфическим запахом. При комнатной температуре и особенно при нагревании обильно выделяет аммиак. Предельно допустимая концентрация аммиака в воздухе — 0,02 мг/куб. дм. Раствор аммиака обладает щелочной реакцией. «
Источник:
«МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО КОНСЕРВАЦИИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ. РД 34.20.591-97»
(утв. РАО «ЕЭС России» 14.02.1997)
Официальная терминология . Академик.ру . 2012 .
Смотреть что такое «Водный раствор аммиака (аммиачная вода)» в других словарях:
АММИАЧНАЯ ВОДА — 1) водный (18 25% ный) раствор аммиака NH3; используется главным образом как жидкое азотное удобрение и для аммонизации кормов.2) Водная часть конденсата, образующегося при обработке водой газов коксования (т. н. надсмольная вода); кроме NH3… … Большой Энциклопедический словарь
Аммиачная вода — водный раствор, содержащий 18 25% аммиака. А. в. получают растворением синтетического аммиака в воде или поглощением его водой из отходящих газов в коксохимическом производстве. В последнем случае А. в., наряду с Аммиаком (18 20%),… … Большая советская энциклопедия
аммиачная вода — 1) водный (18 25% ный) раствор аммиака NH3; используется главным образом как жидкое азотное удобрение и для аммонизации кормов. 2) Водная часть конденсата, образующегося при обработке водой газов коксования (так называемая надсмольная вода);… … Энциклопедический словарь
Аммиак — Общие Химическая формул … Википедия
Аммоний аммониум — Аммоний соединение 1 атома азота с 4 атомами водорода NH 4, с несомненностью до сих пор еще не полученное в свободном состоянии; существование его, однако, необходимо принять, так как есть множество тел, строение которых требует допущения… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Аммоний, аммониум — Аммоний соединение 1 атома азота с 4 атомами водорода NH4, с несомненностью до сих пор еще не полученное в свободном состоянии; существование его, однако, необходимо принять, так как есть множество тел, строение которых требует допущения… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Железо — (техн.) Ж. есть наиболее распространенный и наиболее употребительный из металлов. Ж. было известно еще египтянам во время постройки пирамид; у греков упоминается о нем в Илиаде Гомера, причем о нем говорится, как о трудно обрабатываемом металле,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Диссоциация — химических соединений представляет одну из хорошо изученных форм так назыв. обратимых химических реакций, т. е. таких, которые идут в обе стороны химического равновесия (см. это слово, а также Реакция , Вытеснение ), а именно обозначает класс… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Кости — твердые части, соединение которых составляет скелет или остов тела позвоночных и которые характеризуются большой твердостью, значительным содержанием минеральных веществ и своеобразным микроскопическим строением (см. ниже). В состав К. входят как … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Жидкие удобрения — минеральные вещества, выпускаемые промышленностью и вносимые в почву в жидком виде. К Ж. у. относятся: азотные удобрения жидкий безводный аммиак, Аммиачная вода (водный аммиак), Аммиакаты, концентрированные водные растворы… … Большая советская энциклопедия
Источник
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 :
У атома азота в аммиаке на внешнем энергетическом уровне остается одна неподеленная электронная пара. Эта электронная пара оказывает значительное влиение на свойства аммиака, а также на его структуру. Электронная структура аммиака — тетраэдр , с атомом азота в центре:
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.
Например , аммиак можно получить нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция. При нагревании смеси происходит образование соли, аммиака и воды:
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.
Например , гидролиз нитрида кальция:
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:
Таким образом, среда водного раствора аммиака – щелочная. Однако аммиак – слабое основание . При 20 градусах один объем воды поглощает до 700 объемов аммиака.
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.
Например , аммиак реагирует с серной кислотой с образованием либо кислой соли – гидросульфата аммония (при избытке кислоты), либо средней соли – сульфата аммония (при избытке аммиака):
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.
3. В качестве основания, водный раствор аммиака реагирует с растворами солей тяжелых металлов , образуя нерастворимые гидроксиды.
Например , водный раствор аммиака реагирует с сульфатом железа (II) с образованием сульфата аммония и гидроксида железа (II):
4. Соли и гидроксиды меди, никеля, серебра растворяются в избытке аммиака, образуя комплексные соединения – аминокомплексы.
Например , хлорид меди (II) реагирует с избытком аммиака с образованием хлорида тетрамминомеди (II):
Гидроксид меди (II) растворяется в избытке аммиака:
5. Аммиак горит на воздухе , образуя азот и воду:
Если реакцию проводить в присутствии катализатора (Pt), то азот окисляется до NO:
6. За счет атомов водорода в степени окисления +1 аммиак может выступать в роли окислителя , например в реакциях с щелочными, щелочноземельными металлами, магнием и алюминием . С металлами реагирует только жидкий аммиак.
Например , жидкий аммиак реагирует с натрием с образованием амида натрия:
Также возможно образование Na2NH, Na3N.
При взаимодействии аммиака с алюминием образуется нитрид алюминия:
2NH3 + 2Al → 2AlN + 3H2
7. За счет азота в степени окисления -3 аммиак проявляет восстановительные свойства. Может взаимодействовать с сильными окислителями — хлором, бромом, пероксидом водорода, пероксидами и оксидами некоторых металлов. При этом азот окисляется, как правило, до простого вещества.
Например , аммиак окисляется хлором до молекулярного азота:
Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота:
Оксиды металлов , которые в электрохимическом ряду напряжений металлов расположены справа — сильные окислители. Поэтому они также окисляют аммиак до азота.
Например , оксид меди (II) окисляет аммиак:
2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + 3H2O
Источник
