Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Аммиак

АММИАК (от греч. hals ammoniakos, букв. - амонова соль; так назывался нашатырь, к-рый получали близ храма бога Амона в Египте) NH3, бесцв. газ с резким запахом. Молекула имеет форму правильной пирамиды (см. рис. 1). Связи N— Н полярны;http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/2/2/2122.jpeg4,85*10-30 Кл*м (0-150°С); энергия связи N—Н 389,4 кДж/моль. Поляризуемость молекулы 22,6*10-25 см3. У атома N имеется неподеленная пара электронов, к-рая обусловливает способность А. к образованию донорно-акцепторной и водородной связей. Существование водородных связей и значительная полярность молекул А. - причины сильного взаимодействия между ними, вследствие чего физические свойства А. во многом аномальны по сравнению со св-вами однотипных соединений (РН3, SbH3, AsH3). Для NH3 т. пл. -77,7°С, т. кип. -33,

35°С; dt4 0,790 (-40°С), 0,681 (-33,35°С), 0,639 (0°С), 0580 (40 °С); tкрит 133°С, pкрит 11,425 кПа, dкрит 0,235 г/см3;http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/2/3/2123.jpegН°исп 23,27 кДж/моль,http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/2/4/2124.jpegН°пл, 5,86 кДж/моль; для газа Ср° 35,63 Дж/(моль*К),http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/2/5/2125.jpegНоo6p -45,94 кДж/моль, 298 192,66 ДжДмоль*К).
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/2/6/2126.jpeg

Рис. 1. Структура молекулы NH3 (длина связи - в нм).

Твердый А. - бесцв. кристаллы с кубич. решеткой (а = = 0,515 нм, 2 = 4, пространств, группа Р213). В жидком А. молекулы ассоциированы вплоть до критич. т-ры, электролитич. диссоциация совершенно ничтожна, произведение концентраций [NH;][NH2] составляет 10-22 (-33,4°С);http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/2/7/2127.jpeg 8*106 Ом*см;http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/2/8/2128.jpeg25,4 ( - 77 оС). Жидкий А. растворяет щелочные и щел.-зем. металлы, Al, Eu, Yb, P, S, I, мн. интерметаллиды и др. Р-ры металлов в жидком А. имеют металлич. проводимость, поскольку содержат ионы металла и сольватированные электроны; они являются сильнейшими восстановителями. Растворенные в А. соед. с полярной ковалентной или ионной связью диссоциируют на ионы. В жидком А. многие в-ва способны отщеплять протон, кислотные св-ва проявляют в нем даже углеводы, амиды к-т, нек-рые углеводороды.

Р-римость А. в воде (% по массе): 42,8 (0°С, 33,1 (20°С), 23,4 (40°С), 14,1 (60°С). Плотность водных р-ров (г/см3): 0,970 (8% по массе NH3), 0,947 (16%), 0,889 (32%), 0,832 (50%), 0,733 (75%). Для бесконечно разб. водного р-раhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/2/9/2129.jpegНорастворения 133,26 кДж/моль. А. хорошо раств. (но хуже, чем в воде) в спирте, ацетоне, хлороформе, бензоле и др. орг. р-рителях. Образует гидраты с двумя (т. пл. ок. - 90 °С), одной ( - 79 °С) и 0,5 ( - 78,2 °С) молекулами воды.

В системе NH3—Н2О установлено существование эвтек-тик: лед + NН32О (33,23% по массе NH3, т. пл. -100,3оС), NH3*H2O + NH3*0,5H2O (55,11%, -83,3°С), NH3*H2O + NH3 (80,05%, - 92,5°С). В водном р-ре А. частично ионизирован на NH4+ и ОН , что обусловливает щелочную р-цию р-ра (рКа 9,247).

Разложение А. на водород и азот становится заметным выше 1200-1300 °С, в присут. катализаторов - выше 400°С. А. весьма реакционноспособен. Для него типичны р-ции присоединения, в частности протона при взаимод. с к-тами. В результате образуются соли аммония, к-рые по многим св-вам подобны солям щелочных металлов.

А. - основание Льюиса, присоединяет не только Н+ , но и др. акцепторы электронов, напр. BF3 с образованием BF3*NH3. Дает аммины при взаимод. с солями. Щелочные и щел.-зем. металлы реагируют с жидким и газообразным А., давая амиды. При нагр. в атмосфере А. многие металлы и неметаллы (Zn, Cd, Fe, Cr, B, Si и др.) образуют нитриды. Жидкий А. взаимод. с серой по р-ции: 10S + 4NH3 -> 6H2S + N4S4. Ок. 1000°С А. реагирует с углем, образуя HCN и частично разлагаясь на N2 и Н2. Большое практич. значение имеет р-ция А. с СО2, ведущая к образованию карбамата аммония NH2COONH4, к-рый при 160-200 °С и давл. до 40 МПа распадается на воду и мочевину. Водород в А. может быть замещен галогенами. А. горит в атмосфере О2, образуя воду и N2. Каталитич. окислением А. получают NO промежут. продукт в произ-ве HNO3. Каталитич. окисление А. в смеси с СН4 дает HCN. Такие сильные окислители, как Н2О2, К2Сr2О7 и КМnО4, окисляют А. в водных р-рах. Газообразный А. окисляется Вr2 и С12 до N2.
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/3/0/2130.jpeg

Рис. 2. Зависимость равновесного содержания NH3 в газовой смеси (Н2: N2 = 3) от давления при разных т-рах.
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/3/1/2131.jpeg

Рис. 3. Агрегат синтеза аммиака мощностью 1360 т/сут: 1-компрессоры; 2-подогреватели; 3-аппарат для тарирования сераорг. соед.; 4-адсорбер H2S; 5-трубчатая печь (первичный риформинг); 6-шахтный конвертор (вторичный риформинг); 7-паровые котлы; 8-конверторы СО; 9-абсорбер СО2; 10-кипятильник; 11 -регенератор р-ра моноэтаноламина; 12-насос; 13-аппарат для гидрирования остаточных СО и СО2; 14-воздушные холодильники; 15-конденсац. колонна; 16-испаритель жидкого NH3 (для охлаждения газа и выделения NH3); 17-колонна синтеза NН3; 18-водоподогреватель; 19-теплообменник; 20-сепаратор.

Осн. пром. способ получения А. - по р-ции 1/2N2 + 3/2H2http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/3/2/2132.jpegNH3. Сдвигу равновесия вправо способствуют повышение давления и понижение т-ры (см. рис. 2). Тепловой эффект р-ции при 29,4 МПа составляет 52,38 кДж/моль при 500°С и 51,29 кДж/моль при 400°С (с учетом теплоты смешения газов). Процесс проводят в присут. кат.- Fe, активированного К2О, А12О3, СаО и др. Каталитич. яды - сернистые и кислородсодержащие соединения. Для известных катализаторов скорость р-ции описывается ур-нием Темкина - Пыжева:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/3/3/2133.jpeg

где w-наблюдаемая скорость процесса, равная разности скоростей образования и разложения A., kl и k2-константы скорости образования и разложения А., рH2 , pN2 и pNH3 -парциальное давление соответствующего газа,http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/3/4/2134.jpeg=0,5 для большинства пром. катализаторов. При давл. ~ 30 МПа и т-ре ~ 500 °С, используемых на практике, равновесная концентрация А. в газовой смеси составляет ~ 30%. Однако равновесие на выходе из колонны синтеза, как правило, не достигается, поскольку с целью увеличения производительности единицы объема катализатора процесс проводят при высоких объемных скоростях ( ~ 15000 ч -1). Поэтому при однократном прохождении через массу катализатора возможно превращ. в А. лишь 15-25% исходной газовой смеси. Для полного превращ. необходима многократная циркуляция, к-рую осуществляют с помощью компрессора. В цикл непрерывно вводят свежую газовую смесь взамен пошедшей на образование А. Осн. сырье (~ 90%) для получения Н2 в произ-ве А. - прир. газ, перерабатываемый в осн. методом двуступенчатой паровой конверсии (см. Водород); незначит. долю (менее 10%) составляет коксовый газ и электролитич. водород. Мощность установок по произ-ву А. из прир. газа 200 и 420 тыс. т/год. Произ-во А. в агрегатах мощностью 1360 т/сут осуществляется в одной технол. линии (см. рис. 3) и включает след. стадии: 1) очистку прир. газа от сернистых соед. каталитич. гидрированием их до H2S с послед. его поглощением ZnO; 2) паровую конверсию прир. газа под давл. 3,8 МПа при 860°С на катализаторе Ni-Al в трубчатой печи (первичный риформинг); 3) паровоздушную конверсию остаточного метана в шахтном конверторе (вторичный риформинг) при 990-1000°С и 3,3 МПа, на катализаторе Ni-Al; на этом этапе водород обогащается азотом воздуха для получения смеси состава Н2: N2 = 3, поступающей на синтез NH3; 4) конверсию СО до СО2 и Н2 сначала при 450°С и 3,1 МПа на катализаторе Fe-Cr, затем при 200-260°С и 3,0 МПа на катализаторе Zn-Cr-Cu; 5) очистку Н2 от СО2 абсорбцией р-ром моноэтаноламина или горячим р-ром К2СО3 при 2,8 МПа; 6) очистку газа путем гидрирования от остаточных СО и СО2 в присут. Ni-Al при 280°С и 2,6 МПа; 7) компримирование очищенного газа до 30 МПа и синтез А. на железном промотированном катализаторе при 420-500 °С. Реактор синтеза А. представлен на рис. 4.
http://www.pora.ru/image/encyclopedia/1/3/5/2135.jpeg

Рис. 4. Колонна синтеза аммиака: 1-люк для выгрузки катализатора; 2-центр, труба; 3-корпус; 4-люк для загрузки катализатора; 5 -теплообменник; 6-трубы для ввода холодного газа; 7 - катализатор.

А. выпускается в жидком виде либо в виде водного р-ра-аммиачной воды, чаще всего с содержанием 25% NH3. А., поставляемый на нужды пром-сти, содержит не менее 99,96% по массе NH3, до 0,04% Н2О, до 2 мг/л машинного масла, до 1,0 мг/л Fe. В техн. А., транспортируемый по трубопроводу, добавляется до 0,2-0,4% Н2О для ингибирования коррозии стали. А. обнаруживается по характерному запаху. Бумажка, смоченная р-ром Hg2(NO3)2, при действии А. чернеет. Малые кол-ва А. в водных р-рах открывают с помощью реактива Несслера. Количественно А. определяют титриметрически.

Применяют А. в произ-ве HNO3, мочевины, NH4NO3, (NH4)2CO3, (NH4)2SO4 и др., аммофоса, уротропина, как жидкое удобрение, в кач-ве хладагента. Мировое произ-во А. составило в 1982 ок. 89 млн. т, в т.ч. в СССР 17,76, США 14.06, СРР 3,14, Франции 1,9, Японии 2,01, ФРГ 1,92 млн. т.

Жидкий А. хранят при 2,0 МПа или при атм. давлении и — 33°С. Перевозят в стальных баллонах (окрашены в желтый цвет, имеют надпись "Аммиак" черного цвета), железнодорожных и автомобильных цистернах, по воде - в спец. танкерах, транспортируют также по трубопроводам. При содержании в воздухе 0,5% по объему А. сильно раздражает слизистые оболочки. При остром отравлении поражаются глаза и дыхат. пути, при хронич. отравлениях наблюдаются расстройство пищеварения, катар верх. дыхат. путей, ослабление слуха. Жидкий А. вызывает сильные ожоги кожи. ПДК 20 мг/м3. Смесь А. с воздухом взрывоопасна, КПВ 15-28%; для воздушно-аммиачных смесей, содержащих 9-57% по объему А., т. всп. ок. 1000°С. Чистый А. был получен Дж. Пристли в 1774.

Лит.: Малина И. К., Развитие исследований в области синтеза аммиака, М., 1973; Алексеев А. М. [и др.], "Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И.Менделеева", 1978, т. 23, [№] 1, с 31-38; Синтез аммиака, М., 1982; Жаворонков Н. М., Овчаренко Б. Г., Охотский С. М., в кн.: Развитие химической промышленности в СССР, т. 2, М., 1984, с. 7-37. См. также лит. при ст. Азот. Н.М. Жаворонков, Л. Д. Кузнецов.


1. www.pravda.ru: В результате утечки аммиака в Китае погибли 15 человек
31.08.2013
... аммиака произошла в субботу в китайском городе Шанхай. Об этом сообщает информационный портал Сина. ...
2. www.pravda.ru: Число жертв при утечке аммиака в Мексике достигло 9 человек
23.08.2013
... последним данным, в результате утечки аммиака на территории деревни Баррио-де-ла-Соледад в южной части Мексики на месте погибли 8 человек и еще один скончался в частной клинике. Об этом сообщают местные СМИ. ...
3. www.pravda.ru: Число пострадавших в результате аварии на химзаводе на Украине возросло до 25
07.08.2013
... инцидент произошел накануне в городе Горловка Донецкой области, когда во время планового капремонта произошел выброс аммиака. Предварительной причиной ЧП является разгерметизация трубопровода жидкого аммиака. В результате произошедшего погибли пять человек. ...
4. www.pravda.ru: На химзаводе под Донецком в результате ЧП погибли пять человек
06.08.2013
... предприятии произошел разрыв аммиакопровода. После этого случился выброс аммиака в атмосферу. Но уже через 30 минут аварийно-спасательные службы концерна смогли полностью ликвидировать поломку, поэтому угрозы для населения на данный момент нет. ...
5. www.pravda.ru: Аммиак будет крутить турбины
17.05.2013
... вот специалисты из Lockheed Martin разработали интересную схему — они предложили двигать турбину при помощи аммиака, который достаточно легко переходит от жидкого состояния в газообразное. Итак, нагревшись в верхних слоях океана, это вещество станет газом, который будет крутить ту самую турбину. После этого он ...
6. www.pravda.ru: Астронавты на МКС пытаются ликвидировать утечку аммиака
11.05.2013
... МКС произошла утечка аммиака из системы охлаждения. В ночь на пятницу экипаж станции сообщил на Землю, что они видят в иллюминаторы падающие "снежинки", которые оказались замерзшим аммиаком из системы охлаждения одного из двух ...
7. www.pravda.ru: NASA сообщает об утечке аммиака на МКС
10.05.2013
... экипажа 35/36 длительной экспедиции заметили маленькие белые хлопья, плывущие от секции P6 Международной космической станции. По данным NASA, скорость утечки аммиака из системы терморегулирования МКС возрастает. ...
8. www.pravda.ru: Более 60 человек погибли от взрыва на заводе в Техасе
18.04.2013
... ЧП стало известно 17 апреля в 19.50 по местному времени. По предварительным данным, на заводе по неизвестным причинам загорелась емкость с безводным аммиаком, произошел взрыв, а затем пламя охватило здание фабрики и окружающие строения. ...
9. www.pravda.ru: Двое членов экипажа МКС внепланово вышли в открытый космос
01.11.2012
... внекорабельной деятельности является устранение утечки аммиака в системе охлаждения расположенной на внешней поверхности американского сегмента МКС, сообщает Голос России. В ходе выхода астронавты должны будут ...
10. www.pravda.ru: В Китае 300 рабочих отравились ядовитым газом
23.10.2012
... Центральном Китае на предприятии произошла утечка аммиака. Ядовитым газом отравились 300 человек. Они были госпитализированы. ...
11. www.medpulse.ru: Если у вас плохо пахнет изо рта
08.10.2012
... с запахом рыбы или аммиака нередко появляется у людей с почечной ...
12. www.pravda.ru: На птицефабрике прогремел взрыв. Под завалами ищут людей
23.10.2011
... начале сентября произошел инцидент на птицефабрике "Новобатайская" в Ростовской области. Из-за утечки аммиака пострадал 21 работник, из них пятеро были госпитализированы. ...
13. www.pravda.ru: Спутник атакует родную планету
28.09.2011
... частицы водяного пара и пыли. Было выдвинуто предположение, что под поверхностью спутника находится соленая жидкая вода, с растворенными в ней органическими веществами, больше всего в ней метана и аммиака (иногда даже эти водоемы называют "метановый океан"). ...
14. www.medpulse.ru: Блюда, которые убивают аппетит
02.09.2011
... перебродившие соевые бобы. В чан добавляется сенная палочка, и начинается процесс ферментации. За сутки соя превращается из хороших твердых бобов в склизкую нитеобразную массу с мощным запахом аммиака. Вкус у натто по неизвестным причинам не соответствует запаху — горький и ...
15. www.ecosever.ru: В Австралии найдены останки самых древних существ на Земле
22.08.2011
... свободного кислорода и изменение общего характера атмосферы с восстановительного на окислительный. До изменения состава атмосфера состояла, преимущественно, из углекислого газа, сероводорода, аммиака и ...
1 2 3 >
Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео