Amonijak je amonijak. Formula, svojstva i primjena amonijaka

Amonijak je hlapljivi vodikov spoj (vodikov nitrid) koji ima vodeću ulogu u modernoj industriji.

Iako je otkrivena tek u osamnaestom stoljeću, poznata je čovjeku od pamtivijeka. Vodena otopina amonijaka je amonijak. Ova tvar se nalazi u proizvodima razgradnje živih organizama i urina. Stoga se pri raspadanju organske tvari (ostaci biljaka, životinja) oslobađa amonijak, što uzrokuje oštar miris propadanja (amonijak).

Povijest amonijaka

Amonijak je krajem 18. stoljeća otkrio britanski kemičar Joseph Priestley - jedan od utemeljitelja moderne kemije, koji je također napravio mnoga važna otkrića u drugim područjima znanosti (fizika, biologija, optika).

Na primjer, popisi njegovih izuma su: pjenušava voda, za koju je dobio medalju iz Londonskog kraljevskog društva, i poznatu gumicu (svi su prije koristili kruh za brisanje grafita).

Nemoguće je poreći da je Joseph Priestley dao ogroman doprinos kemiji, osobito u području plinova, ali je mnoge od svojih postignuća napravio slučajno.

Joseph Priestley je dobio amonijak zagrijavanjem amonijevog klorida (amonij klorida) s kalcijevim hidroksidom (gašeno vapno) i zatim sakupio otpušteni plin u živinoj kupki.

Mercury kupka je posebna naprava koju je stvorio Priestley za koncentriranje plinova. Na sobnoj temperaturi, živa je tekućina visoke gustoće, koja ne dopušta apsorpciju plinova. Njihov znanstvenik se lako izolira od tvari zagrijavanjem žive iznad površine.

Jednadžba amonijaka:

2NH4Cl + Ca (OH) ₂ = NH3 + CaCl2 _.

Nakon što je Joseph Priestley otkrio amonijak, njegova studija nije stajala mirno.

Godine 1784. sastav ove tvari odredio je kemičar Louis Berthollet, koji ga je položio na izvorne elemente pomoću električnog pražnjenja.

Ime "plaća" dobio je 1787. od latinskog imena amonijaka, a ime amonijaka, koji smo koristili, uveo je Jakov Dmitrijević Zakharov 1801. godine.

Ali ono što je zanimljivo. Stotinu godina prije Josepha Priestleyja i njegovog otkrića amonijaka, znanstvenik Robert Boyle primijetio je fenomen u kojem je štap, prethodno natopljen klorovodičnom kiselinom, počeo pušiti kada je doveden do plina koji je bio oslobođen tijekom spaljivanja gnojiva. To je zbog činjenice da su kiselina i amonijak reagirali, a njegovi proizvodi sadržavali su amonijev klorid, čije su čestice stvorile dim. Pokazalo se da je amonijak već davno otkriven eksperimentalnim metodama, ali je njegova prisutnost u svijetu dokazana mnogo kasnije.

Sastav molekule

Molekula amonijaka (NH3) ima oblik tetraedra s dušikovim atomom na vrhu. Sadrži četiri elektronska oblaka koji se preklapaju duž komunikacijske linije, stoga molekula sadrži samo sigma veze. U usporedbi s vodikom, dušik ima visoku elektronegativnost, pa se uobičajeni elektronski parovi u molekuli pomiču u smjeru. Budući da su jednostruke veze posvuda u amonijaku, tip hibridizacije je sp ³ , a kut između oblaka elektrona je 109 stupnjeva.

Načini za dobivanje

Godišnje se u svijetu proizvodi oko 100 milijuna tona amonijaka, tako da se ovaj proces s pravom može smatrati jednim od najvažnijih u svijetu. Oslobodite ga u tekućem obliku ili kao otopinu od dvadeset i pet posto.

Postoje sljedeći načini za to:

1. U industriji, amonijak nastaje sintezom dušika i vodika, što je praćeno otpuštanjem topline. Štoviše, ova se reakcija može odvijati samo pri visokoj temperaturi, tlaku i u prisutnosti katalizatora, koji, dok ubrzava slabu reakciju, ne ulazi sam u nju.

Jednadžba reakcije amonijaka:

N2 + 3H2 + 2NH3 + Q

2. Možete dobiti amonijak tijekom koksiranja ugljena.

Zapravo, u uglju nema amonijaka, ali sadrži mnoge organske spojeve koji sadrže dušik i vodik. I uz snažno zagrijavanje ugljena (pirolize), te komponente i formiraju amonijak, koji izlazi kao nusproizvod.

3. U laboratoriju se amonijak dobiva zagrijavanjem amonijevog klorida i kalcijevog hidroksida:

2NH4Cl + Ca (OH) ₂ → CaCl2 + 2NH3 + 2H20

4. ili grijanjem amonijevog klorida s koncentriranim alkalijama:

NH4C1 + NaOH = NaCl + NH3 + H20

primjena

Amonijak je nezamjenjiva i stvarno neophodna tvar, bez koje bi svjetska industrija usporila svoje kretanje. Opseg njegove primjene je širok: uključen je u sve ljudske proizvodne procese, od tvornica i laboratorija do medicine. Njegove su prednosti što je ekološki prihvatljiv i relativno jeftin proizvod.

Primjena amonijaka:

1. Kemijska industrija. Koristi se u proizvodnji gnojiva, polimera, dušične kiseline, eksploziva, kao otapalo (tekući amonijak).
2. Rashladni uređaji. Amonijak isparava s apsorpcijom velike količine topline iz okoline, jer ima određena termodinamička svojstva. Rashladni sustavi koji se temelje na njegovoj upotrebi više su nego učinkoviti, pa je glavni rashladni medij u industriji.
3. Medicina. Amonijak ili 10% otopina amonijaka koriste se u nesvjestici (stimulacija receptora sluznice nosa stimulira disanje), liječenje kirurških ruku, povraćanje i tako dalje.
4. Tekstilna industrija. Uz to, nabavite sintetička vlakna. Također, amonijak se koristi za čišćenje ili bojenje različitih tkanina.

Fizička svojstva

Ovdje su fizikalna svojstva amonijaka:

1. Pod normalnim uvjetima, to je plin.
2. Bezbojna.
3. Ima oštar miris.
4. Otrovan i vrlo otrovan.
5. Vrlo dobro topljiv u vodi (jedan volumen vode na sedamsto volumena amonijaka) i niz organskih tvari.
6. Točka taljenja je -80 ° C.
7. Vrelište je oko -36 ° C.
8. To je eksplozivno i zapaljivo.
9. Otprilike dvaput lakši od zraka.
10. Ona ima molekularnu kristalnu rešetku, odnosno topljiva je i krhka.
11. Molarna masa amonijaka je 17 grama / mol.
12. Kada se zagrijava u kisikovom okruženju, razgrađuje se u vodu i dušik.

Kemijska svojstva amonijaka

Amonijak je jak redukcijski agens, budući da je stupanj oksidacije dušika u molekuli minimalan. Također je sposoban oksidirati svojstva, što se događa rjeđe.

Reakcije s amonijakom:

• Amonijak tvori amonijeve soli s kiselinama koje se raspadaju pri zagrijavanju. Amonijak je amonijev klorid s klorovodičnom kiselinom i amonijev sulfat sa sumpornom kiselinom.

NH3 + HCl = NH4C1

NH3 + H2S04 = (NH4) 2S04

• Kod kisika nastaje dušik pri zagrijavanju, a uz sudjelovanje katalizatora (Pt) dobiva se dušikov oksid.

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H20

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H20

• Nestabilni amonijak hidrat nastaje s vodom.

NH3 + H20 = NH3xH20

Amonijak može pokazivati ​​alkalna svojstva, stoga u interakciji s vodom stvara slabu bazu - NH4OH. Zapravo, takav spoj ne postoji, pa bi se formula trebala pisati ovako: NH3 × H20.

• S metalnim oksidima.

2NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H20

• S halogenima.

8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl

• S metalnim solima.

3NH3 + 3N20 + AlCl3 = Al (OH) ₃ + 3NH4Cl

Spojevi amonijaka

Postoji nekoliko vrsta složenih tvari koje nastaju u interakciji s amonijakom:

1. Amonijeve soli. Oni nastaju reakcijom amonijaka s kiselinama i raspadaju se pri zagrijavanju.
2. Amidi. To su soli koje se dobivaju djelovanjem na alkalijske metale s amonijakom.
3. Hidrazin. Ova tvar, koja se dobiva oksidacijom amonijaka s natrijevim hipokloritom u prisutnosti želatine.
4. Amini. Amonijak reagira s haloalkanima kao reakcijom dodavanja, formirajući soli.
5. Amina,. Amonijak tvori kompleksne soli sa solima srebra i bakra.

Biološka uloga

Amonijak je tvar koja nastaje u organizmima živih bića tijekom metabolizma, što je proizvod metabolizma dušika u njima. U fiziologiji životinja njemu je dodijeljena važna uloga, međutim, ona ima visoku toksičnost za organizme i gotovo da se ne nalazi u njima u čistom obliku. Veći dio jetre se prerađuje u bezopasnu tvar - ureu ili se također naziva urea.

Također pridonosi neutralizaciji kiselina koje ulaze u tijelo s hranom, održavajući kiselinsko-baznu ravnotežu u krvi.

Amonijak je važan izvor dušika za biljke. Uglavnom ga apsorbiraju iz tla, ali to je vrlo naporan i neučinkovit proces. Neke biljke mogu akumulirati dušik, koji se nalazi u atmosferi, uz pomoć posebnih enzima - dušikaze. Nakon toga pretvaraju dušik u korisne spojeve, kao što su proteini i aminokiseline.

Agregacija

Amonijak može biti u različitim agregatnim stanjima:

1. Prisutan je kao bezbojni plin s neugodnim mirisom u normalnim uvjetima.
2. Također se može vrlo dobro otopiti u vodi, pa se može pohraniti kao vodena otopina s određenom koncentracijom. Ukapljuje se i postaje tekući zbog pritiska i jakog hlađenja.
3. Amonijak ima kruto stanje u kojem se pojavljuje kao bezbojni kubični kristali.

Trovanje amonijakom

Kao što je gore spomenuto, amonijak je iznimno toksična i otrovna tvar. Spada u četvrtu klasu opasnosti.

Trovanje tim plinom prati poremećaj mnogih tjelesnih procesa:

• Prvo, zahvaća živčani sustav i smanjuje se apsorpcija kisika od strane živčanih stanica.
• Kada prodire u ždrijelo, zatim u dušnik i bronhije, amonijak se taloži na sluznicu, otapa, formira lužinu, koja počinje štetno djelovati na tijelo, uzrokujući unutarnje opekline, uništavajući tkiva i stanice.
• Ova tvar također ima štetan učinak na masne komponente, koje su u jednom ili drugom obliku dio svih ljudskih organa.
• Pod utjecajem kardiovaskularnog i endokrinog sustava narušen je njihov rad.

Nakon kontakta s amonijakom pate gotovo cijelo ljudsko tijelo, njegova unutarnja tkiva i organi, a proces vitalne aktivnosti se pogoršava.

Većina slučajeva trovanja ovim plinom pojavljuje se u kemijskim postrojenjima kao posljedica njegovog propuštanja, ali oni se također mogu otrovati kod kuće, na primjer, ako spremnik koji sadrži tekući amonijak nije čvrsto zatvoren i njegove se pare nakupljaju u zatvorenom prostoru.

Trovanje se može dogoditi čak i kada osoba onesvijesti tampon umočen u amonijak u nos kada osoba padne u nesvijest. Ako žrtvi dišete duže od pet sekundi, postoji velika opasnost od trovanja, tako da se s amonijakom uvijek mora postupati s velikim oprezom.

Simptomi trovanja

Ispod su brojni znakovi trovanja amonijakom:

1. Težak kašalj, otežano disanje.
2. Spaljivanje očiju, suzenje, bolna reakcija na jaku svjetlost.
3. Paljenje u ustima i nazofarinksu.
4. Vrtoglavica, glavobolja.
5. Bolovi u trbuhu, povraćanje.
6. Smanjeni prag sluha.
7. U slučaju ozbiljnijeg trovanja moguće je: gubitak svijesti, konvulzije, zastoj disanja, akutno zatajenje srca. Kombinacija kršenja može uzrokovati žrtvu u komi.

Sprečavanje trovanja

Prva pomoć u ovom slučaju sastoji se od nekoliko jednostavnih koraka. Prvo morate odvesti žrtvu na svježi zrak, oprati lice i oči tekućom vodom. Čak i oni koji nisu bili jako dobri u kemiji znaju iz škole: lužina je neutralizirana kiselinom, stoga se usta i nos moraju isprati vodom i limunovim sokom ili octom.

Ako otrovana osoba postane bez svijesti, treba je položiti na stranu u slučaju povraćanja, a kada se zaustavi puls i disanje, treba izvesti masažu srca i umjetno disanje.

Učinci trovanja

Nakon trovanja amonijakom, osoba može imati vrlo ozbiljne nepovratne posljedice. Prije svega, trpi središnji živčani sustav, što uključuje brojne komplikacije:

• Mozak prestaje u potpunosti ispunjavati svoje funkcije i počinje posustati, zbog smanjene inteligencije, postoje duševne bolesti, amnezija, nervozni tikovi.
• Osjetljivost nekih dijelova tijela se smanjuje.
• Povreda vestibularnog aparata. Zbog toga se osoba stalno osjeća vrtoglavo.
• Organi sluha počinju gubiti svoju radnu sposobnost, što dovodi do gluhoće.
• Porazom pokrivača oka smanjuje se vid i njegova oštrina, au najgorem slučaju žrtva čeka sljepoća.
• Početak smrti. To ovisi o tome koliko je visoka koncentracija plina u zraku i koliko je para amonijaka ušla u tijelo.

Znati i pridržavati se propisanih mjera sigurnosti znači zaštititi se od rizika ugrožavanja vlastitog života ili najgore sudbine - invaliditeta, gubitka sluha ili vida.