Amoniak je amoniak. Formula, lastnosti in uporaba amoniaka

Amonijak je hlapna vodikova spojina (vodikov nitrid), ki ima vodilno vlogo v sodobni industriji.

Čeprav je bila odkrita šele v osemnajstem stoletju, je bila človeku znana že od nekdaj. Vodna raztopina amoniaka je amoniak. Ta snov je vsebovana v produktih razgradnje živih organizmov in urina. Zato se pri razpadanju organskih snovi (ostanki rastlin, živali) sprosti amoniak, kar povzroča oster vonj po razkroju (amoniak).

Zgodovina amonijaka

Amoniak je konec 18. stoletja odkril britanski kemik Joseph Priestley - eden od ustanoviteljev sodobne kemije, ki je prav tako naredil veliko pomembnih odkritij na drugih področjih znanosti (fizika, biologija, optika).

Na primer, seznami njegovih izumov so: peneča voda, za katero je prejel medaljo iz Kraljeve družbe v Londonu, in dobro znano radirko (vsi so uporabili kruh, da bi prej izbrisali grafit).

Nemogoče je zanikati, da je Joseph Priestley veliko prispeval k kemiji, zlasti na področju plinov, vendar je veliko svojih dosežkov naredil po naključju.

Joseph Priestley je dobil amoniak s segrevanjem amonijevega klorida (amonijevega klorida) s kalcijevim hidroksidom (gašeno apno) in nato zbral sproščeni plin v kopeli živega srebra.

Živo srebro kopel je posebna naprava, ki jo je ustvaril Priestley za koncentriranje plinov. Pri sobni temperaturi je živo srebro tekočina z visoko gostoto, ki ne dopušča absorpcije plinov. Njihov znanstvenik se enostavno izolira od snovi s segrevanjem živega srebra nad površino.

Enačba amoniaka:

2NH4Cl + Ca (OH) ₂ = NH3 + CaCl2 _.

Potem ko je Joseph Priestley odkril amonijak, njegova študija ni stala.

Leta 1784 je sestavo te snovi določil kemik Louis Berthollet, ki ga je položil na prvotne elemente z električnim praznjenjem.

Ime "plačo" je prejel leta 1787 od latinskega imena amoniaka, ime amonijaka, ki smo ga uporabljali, pa je leta 1801 uvedel Yakov Dmitrievich Zakharov.

Toda kaj je zanimivo. Sto let pred Josephom Priestleyem in njegovim odkritjem amoniaka je znanstvenik Robert Boyle opazil pojav, ko je palica, ki je bila predhodno namočena v klorovodikovo kislino, začela kaditi, ko je prišla do plina, ki se je sprostil med sežiganjem gnoja. To je posledica dejstva, da sta reagirala kislina in amonijak, njeni proizvodi pa so vsebovali amonijev klorid, katerega delci so ustvarili dim. Izkazalo se je, da so amoniak že dolgo odkrili z eksperimentalnimi metodami, vendar je bila njegova prisotnost v svetu dokazana veliko kasneje.

Sestava molekule

Molekula amoniaka (NH3) ima obliko tetraedra z dušikovim atomom na vrhu. Vsebuje štiri elektronske oblake, ki se prekrivajo vzdolž komunikacijske linije, zato molekula vsebuje samo sigma vezi. V primerjavi z vodikom ima dušik visoko elektronegativnost, zato se skupni elektronski pari v molekuli premaknejo v njegovo smer. Ker so enojne vezi povsod v amoniaku, je vrsta hibridizacije sp ³ , kot med oblaki elektronov pa je 109 stopinj.

Načine, kako priti

Letno se na svetu proizvede približno 100 milijonov ton amoniaka, zato lahko ta proces upravičeno velja za enega najpomembnejših na svetu. Sprostite ga v tekoči obliki ali kot raztopino 25 odstotkov.

Obstajajo naslednji načini za pridobitev:

1. V industriji se amoniak proizvaja s sintezo dušika in vodika, ki ga spremlja sproščanje toplote. Poleg tega se lahko ta reakcija odvija le pri visoki temperaturi, tlaku in v prisotnosti katalizatorja, ki ob pospešitvi šibke reakcije ne vstopi sam.

Enačba reakcije amoniaka:

N2 + 3H2 + 2NH3 + Q

2. Amonijak lahko dobite med koksiranjem premoga.

Dejansko v premogu ni amoniaka, vendar vsebuje veliko organskih spojin, ki vsebujejo dušik in vodik. In z močnim segrevanjem premoga (pirolize), te komponente in tvorijo amoniak, ki izhaja kot stranski proizvod.

3. V laboratoriju se amoniak pridobiva z segrevanjem amonijevega klorida in kalcijevega hidroksida:

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

4. Ali s segrevanjem amonijevega klorida s koncentrirano alkalijo: t

NH4CI + NaOH = NaCl + NH3 + H20

Uporaba

Amonijak je nepogrešljiva in res potrebna snov, brez katere bi svetovna industrija upočasnila svoje gibanje. Obseg njene uporabe je širok: vključen je v vse proizvodne procese, od tovarn in laboratorijev do zdravil. Njegove prednosti so, da je okolju prijazen in je dokaj poceni izdelek.

Aplikacija amoniaka:

1. Kemična industrija. Uporablja se v proizvodnji gnojil, polimerov, dušikove kisline, eksplozivov, kot topilo (tekoči amoniak).
2. Hladilne enote. Amonijak izhlapi z absorpcijo velike količine toplote iz okolja, saj ima določene termodinamične lastnosti. Hladilni sistemi, ki temeljijo na njegovi uporabi, so več kot učinkoviti, zato je glavni hladilnik v industriji.
3. Medicina Amonijak ali 10% raztopina amoniaka se uporablja pri omedlevici (stimulacija receptorjev nosne sluznice stimulira dihanje), zdravljenje kirurških rok, bruhanje itd.
4. Tekstilna industrija. Z njim dobite sintetična vlakna. Tudi amonijak se uporablja pri čiščenju ali barvanju različnih tkanin.

Fizične lastnosti

Tu so fizikalne lastnosti amoniaka:

1. V normalnih pogojih je plin.
2. Brezbarvna.
3. Ima oster vonj.
4. Strupeno in zelo strupeno.
5. Zelo dobro topen v vodi (en volumen vode na sedemsto volumnov amoniaka) in številne organske snovi.
6. Tališče je -80 ° C.
7. Vrelišče je približno -36 ° C.
8. Je eksplozivno in vnetljivo.
9. Približno dvakrat lažji od zraka.
10. Ima molekularno kristalno rešetko, je pa taljiva in krhka.
11. Molska masa amoniaka je 17 gramov / mol.
12. Ko se segreje v kisikovem okolju, se razgradi v vodo in dušik.

Kemijske lastnosti amoniaka

Amonijak je močno redukcijsko sredstvo, saj je stopnja oksidacije dušika v molekuli minimalna. Prav tako lahko oksidira, kar se dogaja veliko manj pogosto.

Reakcije z amoniakom:

• Amoniak tvori amonijeve soli s kislinami, ki se pri segrevanju razgradijo. Amoniak je amonijev klorid s klorovodikovo kislino in amonijev sulfat z žveplovo kislino.

NH3 + HCl = NH4C1

NH3 + H2SO4 = (NH4) 2S04

• Pri kisiku nastane dušik pri segrevanju in ob sodelovanju katalizatorja (Pt) nastane dušikov oksid.

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H20

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H20

• Nestabilni amonijev hidrat se tvori z vodo.

NH3 + H20 = NH3xH20

Amoniak lahko kaže alkalne lastnosti, zato pri medsebojnem delovanju z vodo tvori šibko bazo - NH4OH. Toda v resnici taka spojina ne obstaja, zato mora biti formula zapisana takole: NH ₃ × H ₂ O.

• S kovinskimi oksidi.

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

• S halogeni.

8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl

• S kovinskimi solmi.

3NH3 + 3N2O + AlCl3 = Al (OH) ₃ + 3NH4Cl

Amoniakove spojine

Ob interakciji z amoniakom nastaja več vrst kompleksnih snovi:

1. Amonijeve soli. Nastanejo z reakcijo amoniaka s kislinami in razpadejo pri segrevanju.
2. Amida. To so soli, ki se pridobivajo z delovanjem na alkalijske kovine z amoniakom.
3. Hidrazin. Ta snov, ki se pridobiva z oksidacijo amoniaka z natrijevim hipokloritom v prisotnosti želatine.
4. Amini. Amonijak reagira s haloalkani kot adicijsko reakcijo in tvori soli.
5. Amoniak Amoniak tvori kompleksne soli s srebrom in bakrovimi solmi.

Biološka vloga

Amonijak je snov, ki nastane v organizmih živih bitij med metabolizmom, ki je produkt metabolizma dušika v njih. V fiziologiji živali je pomembna njena vloga, vendar ima visoko toksičnost za organizme in je skoraj ne vsebuje v čisti obliki. Večina je predelana v jetra v neškodljivo snov - sečnino ali sečnino.

Prispeva tudi k nevtralizaciji kislin, ki vstopajo v telo s hrano, in ohranja kislinsko-bazično ravnovesje v krvi.

Amonijak je pomemben vir dušika za rastline. Večinoma ga absorbirajo iz zemlje, vendar je to zelo naporen in neučinkovit proces. Nekatere rastline so sposobne kopičiti dušik, ki je v ozračju, s pomočjo posebnih encimov - dušikaze. Nato pretvorijo dušik v koristne spojine, kot so beljakovine in aminokisline.

Agregacijsko stanje

Amoniak je lahko v različnih agregatnih stanjih:

1. Prisoten je kot brezbarven plin z neprijetnim ostrim vonjem v normalnih pogojih.
2. Prav tako se lahko zelo dobro raztopi v vodi, tako da se lahko shrani kot vodna raztopina z določeno koncentracijo. Utekočinja in postane tekočina zaradi pritiska in močnega hlajenja.
3. Amoniak ima trdno stanje, v katerem se pojavlja kot brezbarvni kubični kristali.

Zastrupitev z amoniakom

Kot je navedeno zgoraj, je amoniak izjemno strupena in strupena snov. Spada v četrti razred nevarnosti.

Zastrupitev s tem plinom spremlja tudi motnje mnogih telesnih procesov:

• Najprej se prizadene živčni sistem in zmanjša absorpcijo kisika v živčnih celicah.
• Pri prodiranju skozi žrelo, nato sapnik in bronhije, se amoniak odlaga na sluznico, raztopi in tvori alkalijo, ki začne negativno vplivati ​​na telo, povzroča notranje opekline, uničuje tkiva in celice.
• Ta snov ima tudi škodljiv učinek na maščobne sestavine, ki so v eni ali drugi obliki del vseh človeških organov.
• Vplivali so na srčno-žilni in endokrini sistem, kar je motilo njihovo delo.

Po stiku z amoniakom trpi skoraj celotno človeško telo, njegova notranja tkiva in organi, proces vitalne dejavnosti pa se poslabša.

Večina primerov zastrupitve s tem plinom se pojavlja v kemičnih obratih zaradi njegovega uhajanja, lahko pa se tudi zastrupljajo doma, na primer, če vsebnik, ki vsebuje tekoči amoniak, ni tesno zaprt in se hlapi nabirajo v zaprtih prostorih.

Do zastrupitve lahko pride tudi takrat, ko oseba onesvesti tampon, ki je potopljen v amoniak v nos, ko se oseba onesvesti. Če se žrtvi diši po več kot petih sekundah, obstaja veliko tveganje za zastrupitev, zato je treba z amoniakom ravnati zelo previdno.

Simptomi zastrupitve

Spodaj so številni znaki zastrupitve z amoniakom:

1. Huda kašelj, težko dihanje.
2. Pekoče oči, solzenje, boleča reakcija na svetlobo.
3. Pekoč v ustih in nazofarinksu.
4. Omotičnost, glavobol.
5. Bolečine v trebuhu, bruhanje.
6. Zmanjšan prag sluha.
7. V primeru hujših zastrupitev: izguba zavesti, krči, zastoj dihanja, akutno srčno popuščanje. Kombinacija kršitev lahko povzroči žrtev v komi.

Preprečevanje zastrupitve

Prva pomoč v tem primeru je sestavljena iz nekaj preprostih korakov. Najprej morate peljati žrtev na svež zrak, umiti si obraz in oči s tekočo vodo. Tudi tisti, ki niso bili zelo dobri v kemiji, vedo iz šole: alkalija je nevtralizirana s kislino, zato je treba usta in nos sprati z vodo in limoninim sokom ali kisom.

Če je zastrupljena oseba izgubila zavest, jo je treba položiti na bok v primeru bruhanja, ko pa se ustavi pulz in dihanje, je treba opraviti masažo srca in umetno dihanje.

Učinki zastrupitve

Po zastrupitvi z amonijakom ima lahko oseba zelo hude nepopravljive posledice. Prvič, trpi centralni živčni sistem, kar povzroča številne zaplete:

• Možgani prenehajo v celoti izvajati svoje funkcije in začnejo motiti, zaradi te zmanjšane inteligence so duševne bolezni, amnezija, živčni tiki.
• Občutljivost nekaterih delov telesa se zmanjša.
• Kršitev vestibularnega aparata. Zaradi tega se oseba počuti stalno vrtoglavo.
• Organi sluha začnejo izgubljati delovno sposobnost, kar vodi do gluhost.
• S porazom očesnih očes se zmanjša vid in ostrina, v najslabšem primeru pa žrtev čaka slepota.
• Nastop smrti. Odvisno je od tega, kako visoka je bila koncentracija plina v zraku in koliko je para amoniaka vstopila v telo.

Poznavanje in izpolnjevanje predpisanih varnostnih ukrepov je varovanje pred tveganjem ogrožanja lastnega življenja ali najhujše usode - invalidnosti, izgube sluha ali vida.