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.
Меры предосторожности
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.
