Amoniak to amoniak. Wzór, właściwości i zastosowanie amoniaku

Amoniak jest lotnym związkiem wodorowym (azotkiem wodoru), który odgrywa wiodącą rolę w nowoczesnym przemyśle.

Chociaż odkryto go dopiero w XVIII wieku, od niepamiętnych czasów był znany człowiekowi. Wodny roztwór amoniaku to amoniak. Substancja ta jest zawarta w produktach rozkładu organizmów żywych i moczu. Dlatego w rozpadzie materii organicznej (szczątki roślin, zwierząt) uwalniany jest amoniak, który powoduje ostry zapach rozpadu (amoniaku).

Historia amoniaku

Amoniak został odkryty pod koniec XVIII wieku przez brytyjskiego chemika Josepha Priestleya - jednego z twórców nowoczesnej chemii, który dokonał wielu ważnych odkryć w innych dziedzinach nauki (fizyka, biologia, optyka).

Na przykład listy jego wynalazków to: woda gazowana, za którą otrzymał medal od Royal Society of London, oraz dobrze znaną gumkę do ścierania (wszyscy używali chleba do wymazania grafitu przed).

Nie da się zaprzeczyć, że Joseph Priestley wniósł ogromny wkład w chemię, szczególnie w dziedzinie gazów, ale dokonał wielu swoich osiągnięć przez przypadek.

Joseph Priestley uzyskał amoniak ogrzewając chlorek amonu (chlorek amonu) wodorotlenkiem wapnia (wapnem gaszonym), a następnie zbierając uwolniony gaz w kąpieli rtęciowej.

Kąpiel rtęciowa to specjalne urządzenie stworzone przez Priestleya w celu koncentracji gazów. W temperaturze pokojowej rtęć jest cieczą o dużej gęstości, która nie pozwala na pochłanianie gazów. Ich naukowiec jest łatwo izolowany od substancji poprzez ogrzewanie rtęci nad powierzchnią.

Równanie amoniaku:

2NH 4C1 + Ca (OH) ₂ = NH3 + CaCl2 _.

Gdy Joseph Priestley odkrył amoniak, jego badania nie ustały.

W 1784 r. Skład chemiczny tej substancji został określony przez chemika Louisa Bertholleta, który wyłożył go oryginalnymi elementami za pomocą wyładowań elektrycznych.

Otrzymał on nazwę "pensja" w 1787 r. Od łacińskiej nazwy amoniaku, a nazwa amoniak, którą używaliśmy, wprowadził Jakow Dmitriewicz Zacharow w 1801 r.

Ale co jest interesujące. Sto lat przed Józefem Priestleyem i jego odkryciem amoniaku naukowiec Robert Boyle zaobserwował zjawisko, w którym kij, uprzednio przemoczony kwasem solnym, zaczął palić, gdy został doprowadzony do gazu uwalnianego podczas spalania obornika. Wynika to z faktu, że kwas i amoniak przereagowały, a jego produkty zawierały chlorek amonu, którego cząsteczki tworzyły dym. Okazuje się, że amoniak został odkryty metodami eksperymentalnymi dawno temu, ale jego obecność w świecie została udowodniona znacznie później.

Skład cząsteczki

Cząsteczka amoniaku (NH3) ma kształt czworościanu z atomem azotu na wierzchołku. Zawiera cztery chmury elektronowe, które zachodzą na siebie wzdłuż linii komunikacyjnej, dlatego cząsteczka zawiera tylko wiązania sigma. W porównaniu z wodorem, azot ma wysoką elektroujemność, więc wspólne pary elektronów w cząsteczce są przesunięte w jego kierunku. A ponieważ wiązania pojedyncze występują wszędzie w amoniaku, typem hybrydyzacji jest sp3, a kąt między chmurami elektronowymi wynosi 109 stopni.

Sposoby na zdobycie

Rocznie na świecie produkuje się około 100 milionów ton amoniaku, więc proces ten można słusznie uznać za jeden z najważniejszych na świecie. Uwolnij go w postaci płynnej lub jako dwadzieścia pięć procent roztworu.

Dostępne są następujące sposoby jego uzyskania:

1. W przemyśle amoniak wytwarza się poprzez syntezę azotu i wodoru, któremu towarzyszy wydzielanie ciepła. Co więcej, reakcja ta może zachodzić tylko w wysokiej temperaturze, ciśnieniu i w obecności katalizatora, który, przy przyspieszaniu słabej reakcji, sam do niej nie wchodzi.

Równanie reakcji amoniaku:

N ₂ + 3H ₂ ⇄ 2NH ₃ + Q

2. Możesz dostać amoniak podczas koksowania węgla.

W rzeczywistości węgiel nie zawiera amoniaku, ale zawiera wiele związków organicznych, które zawierają azot i wodór. A przy silnym ogrzewaniu węgla (piroliza), te składniki i tworzą amoniak, który wychodzi jako produkt uboczny.

3. W laboratorium amoniak otrzymuje się przez ogrzewanie chlorku amonu i wodorotlenku wapnia:

2NH 4Cl + Ca (OH) ₂ → CaCl2 + 2NH ₃ ↑ + 2H2O

4. Lub przez ogrzewanie chlorku amonu stężonym alkaliami:

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3 ↑ + H2O

Aplikacja

Amoniak jest niezbędną i naprawdę niezbędną substancją, bez której światowy przemysł nie spowolniłby jej ruchu. Zakres jego zastosowania jest szeroki: jest zaangażowany we wszystkie ludzkie procesy produkcyjne, od fabryk i laboratoriów po medycynę. Jego zaletą jest to, że jest przyjazny dla środowiska i jest dość tanim produktem.

Zastosowania amoniaku:

1. Przemysł chemiczny. Jest stosowany w produkcji nawozów, polimerów, kwasu azotowego, materiałów wybuchowych, jako rozpuszczalnik (ciekły amoniak).
2. Agregaty chłodnicze. Amoniak paruje z absorpcją dużej ilości ciepła z otoczenia, ponieważ ma pewne właściwości termodynamiczne. Systemy chłodzenia oparte na jego zastosowaniu są więcej niż skuteczne, więc jest to główny czynnik chłodniczy w branży.
3. Medycyna Amoniak lub 10% roztwór amoniaku jest stosowany w omdleniach (stymulacja receptorów błony śluzowej nosa stymuluje oddychanie), leczenie rąk chirurga, wymioty i tak dalej.
4. Przemysł tekstylny. Dzięki niemu zdobądź włókna syntetyczne. Ponadto do czyszczenia lub farbowania różnych tkanin używa się amoniaku.

Właściwości fizyczne

Oto fizyczne właściwości amoniaku:

1. W normalnych warunkach jest to gaz.
2. Bezbarwny.
3. Ma ostry zapach.
4. Toksyczny i bardzo toksyczny.
5. Bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie (jedna objętość wody na siedemset objętości amoniaku) i wiele substancji organicznych.
6. Temperatura topnienia wynosi -80 ° C.
7. Temperatura wrzenia około -36 ° C.
8. Jest wybuchowy i łatwopalny.
9. Około dwa razy lżejsze od powietrza.
10. Ma sieć krystaliczną molekularną, odpowiednio, jest topliwy i kruchy.
11. Masa molowa amoniaku wynosi 17 gramów / mol.
12. Po podgrzaniu w środowisku tlenu rozkłada się na wodę i azot.

Właściwości chemiczne amoniaku

Amoniak jest silnym czynnikiem redukującym, ponieważ stopień utlenienia azotu w cząsteczce jest minimalny. Jest także zdolny do utleniania właściwości, co zdarza się znacznie rzadziej.

Reakcje z amoniakiem:

• Amoniak tworzy sole amonowe z kwasami, które rozkładają się po ogrzaniu. Amoniak to chlorek amonu z kwasem chlorowodorowym i siarczan amonu z kwasem siarkowym.

NH3 + HCL = NH4Cl

NH3 + H2S04 = (NH4) 2SO ₄

• Z tlenem tworzy się azot po ogrzaniu i przy udziale katalizatora (Pt) otrzymuje się tlenek azotu.

4NH ₃ + 5O ₂ = 4NO + 6H2O

4NH ₃ + 3O2 = 2N2 + 6H2O

• Niestabilny wodzian amoniaku tworzy się z wodą.

NH3 + H20 = NH3 x H2O

Amoniak może wykazywać właściwości alkaliczne, dlatego w kontakcie z wodą tworzy słabą zasadę - NH4OH. W rzeczywistości taki związek nie istnieje, więc wzór powinien być napisany w następujący sposób: NH ₃ x H ₂ O.

• Z tlenkami metali.

2NH ₃ + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O

• Z halogenami.

8NH ₃ + 3Cl2 = N ₂ + 6NH ₄ Cl

• Z solami metali.

3NH ₃ + 3N 2O + AlCl ₃ = Al (OH) ₃ ↓ + 3NH ₄ Cl

Związki amoniaku

Podczas interakcji z amoniakiem powstaje kilka rodzajów złożonych substancji:

1. Sole amonowe. Powstają w wyniku reakcji amoniaku z kwasami i rozkładają się po ogrzaniu.
2. Amida. Są to sole, które otrzymuje się działając na metale alkaliczne za pomocą amoniaku.
3. Hydrazyna. Ta substancja, którą otrzymuje się przez utlenianie amoniaku za pomocą podchlorynu sodu w obecności żelatyny.
4. Aminy. Amoniak reaguje z chlorowcoalkanami jako reakcja addycji, tworząc sole.
5. Amoniak Amoniak tworzy złożone sole z solami srebra i miedzi.

Rola biologiczna

Amoniak to substancja powstająca w organizmach istot żywych podczas metabolizmu, który jest produktem metabolizmu azotu w nich. W fizjologii zwierząt przypisuje się jej istotną rolę, jednak ma ona wysoką toksyczność dla organizmów i prawie nie zawiera się w niej w czystej postaci. Większość z nich jest przetwarzana przez wątrobę w nieszkodliwą substancję - mocznik lub jako mocznik.

Przyczynia się również do neutralizacji kwasów wchodzących do organizmu wraz z pożywieniem, utrzymując równowagę kwasowo-zasadową krwi.

Amoniak jest ważnym źródłem azotu dla roślin. Pochłaniają ją głównie z gleby, ale proces ten jest bardzo pracochłonny i nieefektywny. Niektóre rośliny mogą akumulować azot, który jest zawarty w atmosferze, za pomocą specjalnych enzymów - azotuzy. Następnie przekształcają azot w użyteczne związki, takie jak białka i aminokwasy.

Stan agregacji

Amoniak może znajdować się w różnych stanach skupienia:

1. Jest obecny jako bezbarwny gaz z nieprzyjemnym ostrym zapachem w normalnych warunkach.
2. Może również bardzo dobrze rozpuszczać się w wodzie, dzięki czemu może być przechowywany w postaci wodnego roztworu o określonym stężeniu. Skrapla się i staje się ciekły w wyniku ciśnienia i silnego chłodzenia.
3. Amoniak ma stan stały, w którym występuje w postaci bezbarwnych kryształów sześciennych.

Zatrucie amoniakiem

Jak wspomniano powyżej, amoniak jest wyjątkowo toksyczną i toksyczną substancją. Należy do czwartej klasy niebezpieczeństwa.

Zatruciu tym gazem towarzyszy zakłócenie wielu procesów organizmu:

• Po pierwsze, wpływa się na układ nerwowy i zmniejsza się wchłanianie tlenu przez komórki nerwowe.
• Wnikając do gardła, tchawica i oskrzela, amoniak osadza się na błonach śluzowych, rozpuszcza się, tworząc alkalia, które zaczynają niekorzystnie wpływać na organizm, powodując wewnętrzne oparzenia, niszcząc tkanki i komórki.
• Substancja ta ma także szkodliwy wpływ na składniki tłuszczowe, które w takiej czy innej formie są częścią wszystkich narządów ludzkich.
• Pod wpływem układu sercowo-naczyniowego i hormonalnego zakłóciło ich pracę.

Po kontakcie z amoniakiem prawie całe ludzkie ciało, jego wewnętrzne tkanki i narządy cierpią, a proces życiowej aktywności pogarsza się.

Większość przypadków zatrucia tym gazem występuje w zakładach chemicznych w wyniku jego wycieku, ale mogą one również zostać zatrute w domu, na przykład, jeżeli pojemnik zawierający ciekły amoniak nie jest szczelnie zamknięty, a jego opary gromadzą się w pomieszczeniach.

Zatrucie może wystąpić nawet wtedy, gdy osoba mdleje tampon zanurzony w amoniaku do nosa, gdy osoba mdleje. Jeśli ofiara zostanie pociągnięta przez ponad pięć sekund, istnieje duże ryzyko zatrucia, więc amoniak należy zawsze obchodzić się z najwyższą ostrożnością.

Objawy zatrucia

Poniżej znajdują się liczne oznaki zatrucia amoniakiem:

1. Ciężki kaszel, duszność.
2. Płonące oczy, łzawienie, bolesna reakcja na jasne światło.
3. Palenie w jamie ustnej i nosogardzieli.
4. Zawroty głowy, ból głowy.
5. Ból brzucha, wymioty.
6. Zredukowany próg słyszenia.
7. W przypadku poważniejszego zatrucia możliwe: utrata przytomności, drgawki, zatrzymanie oddechu, ostra niewydolność serca. Połączenie naruszeń może spowodować, że ofiara się w śpiączce.

Zapobieganie zatruciu

Pierwsza pomoc w tym przypadku składa się z kilku prostych kroków. Najpierw musisz zabrać ofiarę na świeże powietrze, umyć twarz i oczy pod bieżącą wodą. Nawet ci, którzy nie byli bardzo dobrzy w chemii, wiedzą ze szkoły: alkalia są neutralizowane kwasem, dlatego usta i nos muszą być przepłukane wodą i sokiem z cytryny lub octem.

Jeśli zatruta osoba straci przytomność, należy ją położyć na boku w przypadku wymiotów, a po zatrzymaniu pulsu i oddychania należy wykonać masaż serca i sztuczne oddychanie.

Skutki zatrucia

Po zatruciu amoniakiem dana osoba może mieć bardzo poważne nieodwracalne konsekwencje. Przede wszystkim cierpi na centralny układ nerwowy, co pociąga za sobą szereg komplikacji:

• Mózg przestaje pełnić swoje funkcje i zaczyna słabnąć, z powodu tej zmniejszonej inteligencji, są choroby psychiczne, amnezja, nerwowe tiki.
• Czułość niektórych części ciała maleje.
• Naruszenie aparatu przedsionkowego. Z tego powodu osoba czuje ciągle zawroty głowy.
• Narządy słuchu tracą zdolność do pracy, co prowadzi do głuchoty.
• Wraz z porażką okryć oczu zmniejsza się widzialność i ostrość, w najgorszym przypadku ślepota czeka na ofiarę.
• Początek śmierci. Zależy to od tego, jak wysokie było stężenie gazu w powietrzu i ile pary amoniaku dostało się do organizmu.

Poznanie i przestrzeganie zaleconych środków bezpieczeństwa to ochrona przed zagrożeniem życia lub najgorszego przeznaczenia - niepełnosprawności, utraty słuchu lub wzroku.