Медиана случайной величины. Мода и медиана

На процесс производства оптимального количества химического вещества, а также достижения максимального его качества влияет ряд факторов. Получение аммиака зависит от показателей давления, температуры, наличия катализатора, используемых веществ и способа извлечения полученного материала. Эти параметры необходимо правильно сбалансировать для достижения наибольшей прибыли от производственного процесса.

Свойства аммиака

При комнатной температуре и нормальной влажности воздуха аммиак находится в газообразном состоянии и имеет очень отталкивающий запах. Он наделен ядовитым и раздражающим слизистые оболочки воздействием на организм. Получение и свойства аммиака зависят от участия в процессе воды, так как это вещество очень растворимо в нормальных характеристиках окружающей среды.

Аммиак является соединением водорода и азота. Его химическая формула - NH 3 .

Это химическое вещество выступает активным восстановителем, в результате горения которого выделяется свободный азот. Аммиак проявляет характеристики оснований и щелочей.

Реакция вещества с водой

При растворении NH 3 в воде получают аммиачную воду. Максимально при обычной температуре можно растворить в 1 объеме водного элемента 700 объемов аммиака. Известно это вещество как нашатырный спирт и широко применяется в отрасли производства удобрений, в технологических установках.

Полученный путем растворения в воде NH 3 по своим качествам частично ионизирован.

Нашатырный спирт используется в одном из методов лабораторного получения этого элемента.

Получение вещества в лаборатории

Первый метод получения аммиака заключается в доведении нашатырного спирта до кипения, после чего полученный пар осушают и собирают требуемое химическое соединение. Получение аммиака в лаборатории возможно также путем нагревания гашеной извести и твердого хлорида аммония.

Реакция получения аммиака имеет такой вид:

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 → CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O

В ходе этой реакции выпадает осадок белого цвета. Это соль CaCl 2 , а еще образовывается вода и искомый аммиак. Для проведения осушения требуемого вещества его пропускают по смеси извести в сочетании с натром.

Получение аммиака в лаборатории не обеспечивает самую оптимальную технологию его производства в необходимых количествах. Люди много лет искали способы добычи вещества в промышленных масштабах.

Истоки налаживания технологий производства

На протяжении 1775-1780 годов были осуществлены опыты по связыванию свободных молекул азота из атмосферы. Шведский химик К. Шелле нашел реакцию, которая имела вид

Na 2 CO 3 + 4C + N 2 = 2NaCN + 3CO

На ее основе в 1895 году Н. Каро и А. Франк разработали метод связывания свободных молекул азота:

CaC 2 + N 2 = CaCN 2 + C

Этот вариант требовал больших затрат энергии и был экономически невыгодным, поэтому со временем от него отказались.

Еще одним довольно затратным методом стал открытый английскими химиками Д. Пристли и Г. Кавендишем процесс взаимодействия молекул азота и кислорода:

Рост потребности в аммиаке

В 1870 году это химическое вещество считалось нежелательным продуктом газовой промышленности и было практически бесполезным. Однако спустя 30 лет это оно стало очень востребованным в коксохимической отрасли.

Сначала возросшую потребность в аммиаке восполняли путем его выделения из каменного угля. Но при росте потребления вещества в 10 раз по поиску путей его добычи велась практическая работа. Получение аммиака стали внедрять с применением запасов атмосферного азота.

Потребность в веществах на основе азота наблюдалась практически во всех известных отраслях экономики.

Поиск путей удовлетворения промышленного спроса

Долгий путь прошло человечество к осуществлению уравнения производства вещества:

N 2 + 3H 2 = 2NH 3

Получение аммиака в промышленности впервые удалось реализовать в 1913 году путем каталитического синтеза из водорода и азота. Способ открыт Ф. Габером в 1908 году.

Открытая технология разрешила давнюю проблему многих ученых разных стран. До этого момента не удавалось связать азот в виде NH 3 . Этот химический процесс получил название цианамидной реакции. При повышении температуры извести и углерода получалось вещество CaC 2 (карбид кальция). Путем нагревания азота и добивались получения цианамида кальция CaCN 2 , из которого выделение аммиака проходило путем гидролиза.

Внедрение технологий для получения аммиака

Получение NH 3 в глобальных масштабах промышленного потребления началось с покупки патента технологий Ф. Габера представителем Баденского содового завода А. Митташем. В начале 1911 года синтез аммиака на небольшой установке стал регулярным. К. Бош создал большой контактный аппарат, исходя из разработок Ф. Габера. Это было оригинальное оборудование, обеспечивающее процесс извлечения аммиака путем синтеза в производственном масштабе. К. Бош взял на себя все руководство по данному вопросу.

Экономия энергозатрат предполагала участие в реакциях синтеза определенных катализаторов.

Группа ученых, работающая над поиском подходящих составляющих, предложила следующее: железный катализатор, в который добавлялись оксиды калия и алюминия и который поныне считается одним из наилучших, обеспечивающих получение аммиака в промышленности.

9.09.1913 начал свою работу первый в мире завод, применяющий технологию каталитического синтеза. Постепенно наращивались производственные мощности, и к концу 1917 года вырабатывалось 7 тыс. т аммиака за месяц. В первый год работы завода этот показатель составлял всего 300 т в месяц.

Впоследствии во всех других странах тоже стали применять технологию синтеза с применением катализаторов, которая по своей сути не очень отличалась от техники Габера - Боша. Применение высокого давления и циркуляционных процессов происходило в любом технологическом процессе.

Внедрение синтеза в России

В России также применялся синтез с применением катализаторов, обеспечивающих получение аммиака. Реакция имеет такой вид:

В России самый первый завод аммиачного синтеза начал свою работу в 1928 году в Чернореченске, а далее были построены производства во многих других городах.

Практическая работа по получению аммиака постоянно набирает обороты. В период с 1960 по 1970 год синтез увеличился почти в 7 раз.

В стране для успешного получения, собирания и распознавания аммиака используют смешанные каталитические вещества. Изучение их состава осуществляет группа ученых под предводительством С. С. Лачинова. Именно эта группа нашла наиболее эффективные материалы для технологии осуществления синтеза.

Также постоянно ведутся исследования кинетики процесса. Научные разработки в этой области вели М. И. Темкин, а также его сотрудники. В 1938 году этот ученый вместе со своим коллегой В. М. Пыжевым сделал важное открытие, совершенствуя получение аммиака. Уравнение кинетики синтеза, составленное этими химиками, применяется отныне по всему миру.

Современный процесс синтеза

Процесс получения аммиака при помощи катализатора, применяемый в сегодняшнем производстве, имеет обратимый характер. Поэтому очень актуальным является вопрос оптимального уровня воздействия показателей на достижение максимального выхода продукции.

Процесс протекает при высокой температуре: 400-500 ˚С. Для обеспечения необходимой скорости прохождения реакции применяется катализатор. Современное получение NH 3 предполагает использование высокого давления - около 100-300 атм.

Совместно с применением циркуляционной системы можно получить достаточно большую массу превращенных в аммиак первоначальных материалов.

Современное производство

Система работы любого аммиачного завода достаточно сложная и содержит в себе нескольких этапов. Технология получения искомого вещества осуществляется в 6 этапов. В процессе проведения синтеза происходит получение, собирание и распознавание аммиака.

Первоначальная стадия заключается в извлечении серы из природного газа при помощи десульфуратора. Эта манипуляция требуется вследствие того, что сера является каталитическим ядом и убивает никелевый катализатор еще на стадии извлечения водорода.

На втором этапе проходит конверсия метана, которая протекает с применением высокой температуры и давления при использовании никелевого катализатора.

На третьей стадии случается частичное выгорание водорода в кислороде воздуха. В результате производится смесь водяного пара, оксида углерода, а также азота.

На четвертом этапе происходит реакция сдвига, которая проходит при различных катализаторах и двух отличных температурных режимах. Первоначально применяется Fe 3 O 4 , и процесс протекает при температуре 400 ˚С. Во второй стадии участвует более эффективный по своему воздействию медный катализатор, что позволяет осуществление производства при низких температурах.

Следующая пятая стадия предполагает избавление от ненужного оксида углерода (VI) из смеси газа путем применения технологии поглощения раствором щелочи.

На завершающем этапе оксид углерода (II) удаляется при использовании реакции конверсии водорода в метан через никелевый катализатор и большую температуру.

Полученная в результате всех манипуляций смесь газа содержит 75 % водорода и 25 % азота. Ее сжимают под большим давлением, а затем остужают.

Именно эти манипуляции описывает формула выделения аммиака:

N 2 + 3H 2 ↔ 2 NH 3 + 45,9 кДж

Хоть этот процесс выглядит не очень сложным, однако все вышеперечисленные действия по ее осуществлению говорят о сложности получения аммиака в промышленном масштабе.

На качество конечного продукта влияет отсутствие в сырье примесей.

Пройдя долгий путь от небольшого лабораторного опыта до масштабного производства, получение аммиака на сегодняшний день является востребованной и незаменимой отраслью химической промышленности. Этот процесс постоянно совершенствуется, обеспечивая качество, экономичность и необходимое количество продукта для каждой ячейки народного хозяйства.

Аммиак (NH 3) — один из наиболее распространенных промышленных химикатов, используется в промышленности и торговле.

Аммиак, для чего нужен он нашему организму? Оказывается, он постоянно образуется во всех органах и тканях и является незаменимым веществом во многих биологических процессах, служит предшественником для образования аминокислот и синтеза нуклеотидов. В природе аммиак образуется при разложении азотсодержащих органических соединений.

Химические и физические свойства аммиака

• При комнатной температуре аммиак — раздражающий газ без цвета с острым удушающим запахом;
• в чистом виде известен как безводный аммиак;
• гигроскопичен (легко впитывает влагу);
• обладает щелочными свойствами, едкий легко растворяется в воде;
• легко сжимается и образует прозрачную жидкость под давлением.

Где используется аммиак?

Около 80% аммиака используется для изготовления промышленных товаров.

Аммиак используется в сельском хозяйстве как удобрение.

Присутствует в холодильных установках для очистки водного состава.

Применяется в производстве пластика, взрывчатых веществ, текстиля, пестицидов, красителей и других химических веществ.

Содержится во многих бытовых и промышленных моющих растворах. Бытовые средства, содержащие аммиак, изготавливаются с добавлением 5-10% аммиака, концентрация аммиака в промышленных растворах выше — 25%, что делает их более едкими.

Как аммиак влияет на человеческий организм?

Большинство людей контактируют с аммиаком, вдыхая его как газ или испарения. Поскольку аммиак существует в природе и имеется в моющих средствах, они могут быть его источниками.

Широкое использование аммиака в сельскохозяйственных и промышленных районах также означает, что повышение его концентрации в воздухе может произойти во время случайных выбросов или преднамеренных терактов.

Безводный газообразный аммиак легче воздуха и поэтому высоко поднимается, поэтому в целом он рассеивается и не накапливается в низинах. Однако при наличии сырости (повышенная относительная влажность) сжиженный безводный аммиак формирует испарения тяжелее воздуха. Эти пары могут разноситься над поверхностью земли или над низинами.

Как действует аммиак?

Аммиак начинает взаимодействовать сразу после контакта с влагой на поверхности кожи, глаз, рта, дыхательных путей и частично слизистых поверхностей и формирует очень едкий гидроксид аммония . Гидроксид аммония вызывает некроз тканей из-за нарушения клеточных мембран, ведет к разрушению клеток. Как только протеин и клетки распадаются, вода извлекается в результате воспалительной реакции, что приводит к дальнейшему повреждению.

Каковы симптомы отравления аммиаком?

Дыхание . Запах аммиака в носу раздражающий и едкий. Контакт с аммиаком высокой концентрации в воздухе приводит к жжению в носу, горле и дыхательных путях. Это может привести к бронхиолярному и альвеолярному отеку и поражению дыхательных путей в результате дыхательной недостаточности. Вдыхание низкой концентрации может вызвать кашель, раздражение носа и горла. Запах аммиака достаточно рано предупреждает о его присутствии, но аммиак также ведет к ослаблению обоняния, что снижает возможность заметить его в воздухе при низкой концентрации.

Дети, подвергающиеся воздействию такого же количества аммиака, как и взрослые, получают бОльшую дозу, так как поверхность их легких относительно тела гораздо больше. К тому же, они могут сильнее подвергаться воздействию аммиака из-за низкого роста — они находятся ближе к земле, где концентрация паров выше.

Контакт с кожей или глазами . Контакт с аммиаком низкой концентрации в воздухе или жидкостях может вызвать быстрое раздражение глаз или кожи. Более высокие концентрации аммиака могут привести к серьезным травмам и ожогам . Контакт с концентрированными аммиачными жидкостями, такими как промышленные моющие средства, может вызвать коррозионные повреждения, включая ожоги кожи, поражение глаз или слепоту . Высшая степень поражения глаза может не быть видимой в течение недели после контакта. Контакт со сжиженным аммиаком может также вызвать отморожения .

Употребление с пищей . Получение высокой концентрации аммиака через глотание раствора с аммиаком может привести к повреждениям рта, горла и желудка.

10% водный раствор аммиака . Концентрация активного вещества в литре раствора — 440 мл.

В качестве вспомогательного компонента в состав препарата входит вода очищенная (в объеме до 1 л).

Форма выпуска

Раствор для ингаляций и наружного применения 10%. Выпускается в флаконах-капельницах 10 мл, флаконах 40 и 100 мл.

Представляет собой прозрачную, летучую жидкость, без цвета и с резким запахом.

Фармакологическое действие

Раздражающее , антисептическое , аналептическое , рвотное .

Фармакодинамика и фармакокинетика

Средство оказывает раздражающее действие на экстерорецепторы кожи и провоцирует местное высвобождение простагландинов , кининов и гистамина . В спинном мозге выполняет функцию либератора энкефалинов и эндорфинов , которые блокируют поток болевых импульсов из патологических очагов.

При попадании в верхние дыхательные пути вступает во взаимодействие с окончаниями тройничного нерва и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Концентрированный раствор вызывает колликвацию (размягчение и растворение) белков микробной клетки.

При любом способе введения быстро элиминируется из организма (преимущественно бронхиальными железами и легкими). Рефлекторно влияет на тонус сосудистых стенок и деятельность сердца.

На месте аппликации при наружном применении расширяет сосуды, улучшает регенерацию тканей и их трофику, а также стимулирует отток метаболитов.

При раздражении кожи аналогичные рефлексы вызывает и в расположенных сегментарно мышцах и внутренних органах, способствуя восстановлению нарушенных функций и структур.

Подавляет очаг возбуждения, который поддерживает патологический процесс, снижает напряжение мышц, гипералгезию, снимает спазм сосудов, оказывая, таким образом, отвлекающее действие.

При продолжительном контакте прижигает слизистые и кожу, что сопровождается гиперемией тканей, развитием отечности и болезненности.

Прием per os в малых концентрациях стимулирует секрецию желез, воздействуя на рвотный центр, рефлекторно повышает его возбудимость и вызывает рвоту.

В кровяное русло препарат не поступает.

Показания к применению

Ингаляционно применяется для возбуждения дыхания при обмороке.

Прием внутрь показан для стимуляции рвоты (в разведенном виде).

Наружно используется для обеззараживания рук врача перед хирургической операцией, в виде примочек при невралгии, укусах насекомых, миозитах.

Противопоказания

Непереносимость.

Местное применение противопоказано при кожных заболеваниях.

Побочные действия: влияние на организм человека паров и раствора аммиака

В случае приема раствора в неразведенном виде возможны ожоги пищеварительного канала (пищевода и желудка). Вдыхание препарата в высокой концентрации может спровоцировать рефлекторную остановку дыхания.

Раствор аммиака: инструкция по применению

В инструкции по применению Нашатырного спирта указывается, что доза препарата подбирается индивидуально в зависимости от показаний.

В хирургической практике в качестве средства для мытья рук раствор используется по методу Спасокукоцкого-Кочергина, разводя 50 мл раствора в 1 л кипяченой воды (теплой).

При использовании для возбуждения дыхания раствор наносится на марлю или вату. При укусах насекомых используется в виде примочек.

Применение Нашатырного спирта в садоводстве

Применение для растений Нашатырного спирта достаточно разнообразно: его используют от тли, для обработки лука от луковой мухи, для подкормки растений.

Нашатырный спирт от тли используется из расчета 2 ст. ложки на 10 л воды. В ведро также следует добавить немного стирального порошка — это обеспечит лучшее прилипание. Раствор используют для опрыскивания растений.

Нашатырный спирт как удобрение: в этом случае на 4 л воды следует взять 50 мл раствора. Средство является не только хорошей подкормкой для комнатных и огородных растений, но также позволяет избавиться от мошек и комаров.

Для полива лука следует развести в ведре воды 1-2 ст. ложки нашатырного спирта. Поливать растения таким средством рекомендуется с момента посадки и до конца июня.

Как почистить золото?

Существует несколько способов чистки золота Нашатырным спиртом.

Можно смешать 1 ч. ложку спирта со стаканом воды и 1 ст. ложкой любого моющего средства, а можно добавить в воду (200 мл), нашатырный спирт (1 ч. ложку), (30 мл), половинку чайной ложки жидкого моющего средства.

В первом случае украшения кладут в чистящий раствор на час-два, во втором — на 15 минут. После чистки золото следует промыть в воде и насухо вытереть салфеткой.

Как почистить серебро?

Чтобы провести чистку серебра, Нашатырный спирт разводят водой в пропорции 1:10 (1 часть спирта на 10 частей воды). Изделия из серебра оставляют в растворе в течение нескольких часов, затем прополаскивают их в воде и протирают мягкой салфеткой.

Для регулярной чистки серебра используют мыльный раствор, в который добавляют небольшое количество нашатырного спирта.

Нашатырный спирт от тараканов и муравьев

Для борьбы с муравьями 100 мл раствора разводят в литре воды и промывают этим средством мебель на кухне. Чтобы избавиться от тараканов с нашатырным спиртом моют пол.

Нашатырный спирт для пяток

В качестве средства для смягчения огрубевшей кожи стоп нашатырный спирт смешивают с глицерином (1:1). Средство наносят на ступни перед сном, а сверху надевают носки.

Передозировка. Воздействие на организм человека паров аммиака

Передозировка вызывает усиление проявлений побочных реакций. Так, действие на организм человека высокой дозы Раствора аммиака при пероральном приеме проявляется:

• рвотой с характерным запахом аммиака;
• поносом с тенезмами (ложными болезненными позывами к дефекации);
• отеком гортани;
• насморком;
• кашлем;
• возбуждением;
• судорогами;
• коллапсом .

В ряде случаев возможен летальный исход (пациент умирает при приеме 10-15 г гидроксида аммония ).

Лечение при передозировке симптоматическое.

Иногда люди интересуются, что будет, если выпить нашатырный спирт. Следует знать, что пероральный прием раствора в чистом виде может спровоцировать сильные ожоги пищеварительного канала.

Симптомы отравления аммиаком

Воздействие на человека аммиака при вдыхании его паров проявляется в виде раздражения слизистых глаз и респираторного тракта. При этом интенсивность раздражения зависит от концентрации газа.

Признаки отравления аммиачными парами:

• обильное слезотечение;
• слюнотечение;
• учащенность дыхания;
• повышенное потоотделение;
• гиперемия лица;
• чувство тяжести и стеснения в груди;
• боль за грудиной;
• судорожный кашель;
• чихание;
• насморк;
• отек гортани и спазм в области голосовых связок;
• беспокойство;
• удушье;
• судороги;
• потеря сознания.

При продолжительном воздействии аммиачные пары провоцируют сильнейшую мышечную слабость, у человека нарушается кровообращение, возникают симптомы, указывающие на расстройство дыхания, а также болезненность, сильное жжение и отек кожи.

Регулярно повторяющееся воздействие аммиака приводит к нарушениям системного характера, которые проявляются пищевыми расстройствами , глухотой , катаром верхних дыхательных путей , сердечной недостаточностью , смертью .

Для защиты от вредного воздействия аммиака следует обильно промыть лицо и незащищенную одеждой кожу водой и как можно скорее закрыть лицо респиратором (марлевой повязкой или противогазом). Хорошо, если используемый респиратор или повязка будут пропитаны водой с лимонной кислотой (2 ч. ложки на стакан воды).

Следует знать, что жидкий аммиак вызывает сильные ожоги. По этой причине его транспортируют в окрашенных в желтый цвет баллонах из стали, специальных танкерах, автомобильных и железнодорожных цистернах.

Что делать при выбросе аммиака?

При получении информации об утечке аммиака, следует защитить кожу и органы дыхания и покинуть аварийную зону в направлении, которое будет указано в сообщении по радио или телевидению.

Из зоны химического поражения нужно идти в перпендикулярную направлению ветра сторону.

При пожаре запрещено приближаться к очагу возгорания. Охлаждать емкости с аммиаком следует с максимально большого расстояния. Для тушения используют воздушно-механическую пену или распыленную воду.

Если возможности выйти нет, следует произвести экстренную герметизацию помещения. Выбравшись из опасной зоны, снимают верхнюю одежду (вещи оставляют на улице), принимают душ, промывают водой носоглотку и глаза.

При аварии укрываться следует в нижних этажах здания.

Первая помощь при отравлении

При отравлении пострадавшего следует вынести за пределы зоны поражения. В случаях, когда это невозможно, обеспечивают доступ кислорода.

Ротовую полость, горло и полость носа в течение 15 минут промывают с помощью воды, глаза закапывают 0,5%-ным раствором и при необходимости дополнительно накрывают повязкой. Для большей эффективности полосканий в воду можно добавить глютаминовую или лимонную кислоту.

Даже при незначительной степени отравления на протяжении следующих 24 часов больному следует обеспечить абсолютный покой.

При попадании вещества на открытый участок тела, его обильно промывают водой и накрывают повязкой.

Если аммиак попал в пищеварительный канал, необходимо промыть желудок.

Отравление любой степени требует обращения в медучреждение и — если врач сочтет это нужным — последующей госпитализации.

После завершения курса лечения у пациента могут сохраниться определенные неврологические нарушения, например, выпадение из памяти отдельных событий и фактов, тики с различными клиническими проявлениями, снижение слуха и порога болевой чувствительности. Нередким исходом становятся помутнение хрусталика и роговой оболочки глаза.

Аммиак: пути обезвреживания в организме

Основным путем связывания вещества является биосинтез мочевины, который протекает в орнитиновом цикле в клетках печени. В результате этого синтеза образуется мочевина — вещество, не представляющее вреда для организма.

Также аммиак транспортируется в крови в виде глутамина , который представляет собой нетоксичное нейтральное соединение и легко проходит через мембраны клеток.

Еще одной его транспортной формой является образующийся в мышцах аланин .

Взаимодействие

Нейтрализует действие кислот.

Условия продажи

Средство безрецептурного отпуска.

Условия хранения

Хранится в обычных условиях.

Срок годности

24 месяца.

Особые указания

Что такое аммиак? Характеристика, физические и химические свойства аммиака

Аммиак или нитрид водорода (NH3) — это бесцветный газ (как и водород, эфир, кислород). Вещество имеет резкий раздражающий запах, выходит в атмосферу с образованием дыма. Название вещества на латинском языке — Аmmonium.

Молярная масса — 17.0306 г/моль. ПДК р.з. составляет 20 мг/м3. С учетом этого параметра аммиак относят к категории малоопасных веществ (IV класс опасности).

NH3 чрезвычайно хорошо растворяется в воде: при 0°C в одном объеме воды растворяется порядка 1,2 тысяч объемов этого вещества, а при температуре 20°C — порядка 700 объемов.

Обладает свойствами щелочей и оснований.

Используется в качестве хладагента для холодильного оборудования. Мaркируется R717, где R расшифровывается как “хладагент” (Refrigerant), “7” указывает на тип хладагента (в конкретном случае на то, что аммиак не является органическим веществом), последние 2 цифры — это молекулярная масса используемого вещества.

В жидком нитриде водорода молекулы образуют водородные связи. Диэлектрическая проницаемость, проводимость, вязкость и плотность жидкого NH3 ниже, чем у воды (вещество в 7 раз менее вязкое, чем вода), температура кипения вещества tкип -33,35°C, плавиться оно начинает при температуре -77,70°C

Как и вода, жидкий NH3 является сильно ассоциированным веществом, что обусловлено образованием водородных связей.

Вещество практически не пропускает электрический ток и растворяет многие органические и неорганические соединения.

В твердом виде NH3 имеет вид бесцветных кристаллов с кубической решеткой.

Разложение нитрида водорода на азот и водород становится заметным при температуре, превышающей 1200-1300°С, в присутствии катализаторов — при температуре выше 400°С.

На воздухе аммиак не горит, при прочих условиях, а именно в чистом кислороде, загорается и горит желто-зеленым пламенем. При сгорании вещества в избытке кислорода образуются азот и водяной пар.

Реакция горения аммиака описывается следующим уравнением: 4NH3 + 3O2= 2N2 + 6H2O.

Каталитическое окисление NH3 при температуре 750-800°С позволяет получить азотную кислоту (метод используется для промышленного получения HNO3).

Стадии процесса:

• каталитическое окисление кислородом до NO;
• перевод NO в NO2;
• поглощение водой смеси NO2 с О2 (растворение оксида азота в воде и получение кислоты);
• очистка выходящих в атмосферу газов от оксидов азота.

Реакция аммиака с водой позволяет получить гидрат аммиака (аммиачную воду или едкий аммиак). Химическая формула гидрата — NH3·H2O.

Как в промышленности получают едкий аммиак? В промышленности синтез раствора аммиака с концентрацией 25% осуществляется методом насыщения воды аммиаком, который образуется в результате коксования каменного угля в коксовой печи, или синтетическим газообразным аммиаком.

Для чего используют аммиачную воду? Из водных растворов аммиака получают азотные удобрения, соду, красители.

Аммиак: получение из азотной кислоты в лаборатории

Для получения NH3 из HNO3 следует установить пробирку в штатив в почти горизонтальном положении, но так, чтобы кислота не вытекала из нее.

На дно пробирки наливают несколько капель HNO3 и пинцетом кладут в нее несколько кусочков цинка или железные опилки. У отверстия пробирки так следует положить восстановленное железо (таким образом, чтобы оно не соприкасалось с азотной кислотой).

Пробирку необходимо закрыть пробкой с отводной трубкой и слегка нагреть. Нагревание увеличит скорость выделения аммиака.

С чем реагирует аммиак?

Аммиак вступает в реакцию с органическими веществами. Продуктами реакции аммиака с α-хлорзамещенными карбоновыми кислотами являются искусственные аминокислоты.

В результате реакции выделяется хлороводород (газ HCl), который при связывании с избытком аммиака образует (или нашатырь NH4Cl).

Большое количество комплексных соединений содержат аммиак в качестве лиганда.

Соли аммония — это бесцветные твердые вещества с кристаллической решеткой. Почти все они растворимы в воде, и им присущи одни и те же свойства, что и известным нам солям металлов.

Продуктом их взаимодействия со щелочами является аммиак:

NH4Cl + KOH = KCl + NH3 + H2O

Описанная формулой реакция, если дополнительно используется индикаторная бумага, представляет собой качественную реакцию на соли аммония. Последние взаимодействуют с кислотами и другими солями.

Некоторые соли аммония при нагревании испаряются (возгоняются), другие — разлагаются.

NH3 является слабым основанием, поэтому образованные им в водном растворе соли подвергаются гидролизу.

Более слабыми основаниями, чем аммиак, являются ароматические амины — производные NH3, в которых атомы водорода замещаются углеводородными радикалами.

Реакции аммиака с кислотами

Добавление к раствору NH3 концентрированной соляной кислоты сопровождается образованием белого дыма и выделением хлористого аммония NH4Cl (нашатыря).

Реакция серной кислоты и аммиака позволяет получить белые кристаллы (NH4)2SO4 — сульфата аммония.

Если добавить к NH3 азотную кислоту, образуется белый нитрат аммония NH4 NO3.

При взаимодействии хлоруксусной кислоты с NH3 атом хлора замещается аминогруппой и в результате образуется аминоуксусная кислота.

Если NH3 пропустили через бромоводородную кислоту, образуется бромид аммония (реакция описывается формулой — HBr + NH3 = NH4Br).

Аммиак: тяжелее или легче воздуха?

В сравнении с воздухом, NH3 имеет почти вдвое меньшую плотность, поэтому его пары всегда поднимаются вверх. Однако при определенных условиях может образовываться аммиачный аэрозоль — взвесь капель этого вещества в газе. Такой аэрозоль обычно тяжелее воздуха и поэтому является более опасным, чем газообразный NH3.

Нитрид водорода — это сложное или простое вещество?

Нитрид водорода образован атомами разных элементов, поэтому является сложным неорганическим соединением.

Молекулярное строение аммиака

Для аммиака характерна кристаллическая решетка из полярных молекул, между которыми действуют так называемые силы Ван-Дер-Ваальса . Химических связей в молекуле нитрида водорода 3, образуются они по ковалентному полярному механизму.

Молекула имеет вид тригональной пирамиды, на вершине которой находится атом азота (степень окисления азота в NH3 “-3”).

Промышленный способ получения аммиака

Получение аммиака в промышленности — это дорогостоящий и трудоемкий процесс. Промышленный синтез основан на получении NH3 из азота и водорода под давлением, в присутствии катализатора и при воздействии высоких температур.

В качестве катализатора при производстве NH3 в промышленности используется активированное оксидами алюминия и калия губчатое железо. Промышленные установки, в которых осуществляется синтез, основаны на циркуляции газов.

Прореагировавшая газовая смесь, в составе которой присутствует NH3, охлаждается, послед чего NH3 конденсируется и отделяется, а не вступившие в реакцию водород с азотом с новой порцией газов снова подаются на катализатор.

Представлена также презентация на тему совместного производства аммиака и метанола в промышленности.

Действующие ГОСТы, в соответствии с которыми производится нитрид водорода:

• аммиак жидкий технический, аммиак безводный — ГОСТ 6221-90;
• аммиак водный — ГОСТ 3760-79;
• технический аммиак водный — ГОСТ 9-92.

Дать характеристику реакции синтеза аммиака можно следующим образом: аммиак образуется как продукт протекающей в газовой фазе реакции соединения — прямой, каталитической, экзотермической, обратимой, окислительно-восстановительной.

Утилизация вещества

NH3 утилизируется методом селективного получения ценных для вторичного использования веществ, и методом, который предусматривает возможность использования отработанных отходов в качестве сырья для производства других материалов.

Что такое нашатырный спирт? Химическая формула нашатырного спирта

Нашатырный спирт представляет собой 10%-ный водный раствор аммиака. Формула вещества — NH4OH. Название на латыни — Solutio Ammonii caustici seu Ammonium causticum solutum.

Нашатырный спирт нашел применение в быту в качестве пятновыводителя, средства для чистки монет, посуды, сантехники, мебели, украшений из серебра и золота. Кроме того, его используют для окрашивания тканей, борьбы с тлей, луковым скрытнохоботником, луковыми мушками, муравьями и тараканами, мытья окон, ухода за огрубевшей кожей стоп.

Реакция нашатырного спирта с позволяет получить очень нестабильный аддукт, который имеет вид сухих кристаллов, что нередко используется как эффектный опыт.

Аммиак — это нашатырь?

Некоторые полагают, что аммиак и нашатырь одно и то же. Однако такое мнение ошибочно. Раствор аммиака — это нашатырный спирт или, иначе говоря, водный раствор гидроксида аммония.

А нашатырь — это соль аммония, слегка гигроскопичный кристаллический порошок белого цвета и без запаха, который при нагревании испаряет нитрид водорода (аммиак). Его формула — NH4Cl.

В Википедии указывается, что вещество используется как удобрение (в качестве подкормки вносится в щелочные и нейтральные почвы под слабо реагирующие на избыток хлора культуры — рис, кукурузу, сахарную свеклу), в качестве пищевой добавки Е510, флюса для пайки, компонентов электролита в гальванических элементах и быстрого фиксажа в фотографии, дымообразователя.

В лабораторных условиях нашатырь применяется для лизиса эритроцитов , применение в медицине целесообразно для усиления действия диуретиков и снятия отеков сердечного происхождения.

Меры предосторожности

Местное применение возможно только на неповрежденную кожу.

При случайном попадании средства на слизистую глаз, глаза промывают большим количеством воды (как минимум в течение 15 минут) или раствором борной кислоты (3%). Масла и мази в этом случае противопоказаны.

В случае приема Раствора аммиака внутрь следует до полной его нейтрализации пить фруктовые соки, воду, теплое молоко с содой или минеральной водой, раствор лимонной (0,5%) или уксусной (1%) кислоты.

При поражении органов дыхания показаны свежий воздух и теплые водные ингаляции с добавлением лимонной кислоты или уксуса, при удушье — кислород.

О чем говорят запах аммиака в моче и аммиачный запах пота? .

Следует знать, что о серьезной свидетельствует и запах аммиака изо рта.

У женщин выделения с запахом возможны в периоды менопаузы и беременности (если беременная употребляет мало жидкости и/или принимает различные лекарства и добавки).

Если аммиаком пахнет пот, причиной может быть , , недержание мочи, проблемы с печенью, наличие бактерий, способных спровоцировать язвенную болезнь. Еще одна возможная причина запаха от тела — соблюдение протеиновой диеты.

Все знают, как пахнет нашатырный спирт, поэтому при появлении характерного запаха (в особенности, если моча пахнет у ребенка) или аммиачного привкуса во рту следует обратиться к врачу, который точно определит причину этого явления и примет необходимые меры.

Для детей

В педиатрии применяется с 3-летнего возраста.

При беременности

При беременности и лактации применение допускается исключительно в тех ситуациях, когда польза для организма женщины превышает потенциальный риск для ребенка.

В большинстве случаев беременные женщины стараются не использовать аммиак ни в каком виде. Краска для беременных также не должна содержать в своем составе это вещество. В список наиболее подходящих для беременных средств можно включить следующие краски для волос без аммиака:

• Игора Шварцкопф (Schwarzkopf Igora Vibrance);
• краски из палитры Гарньер (Garnier Color&Shine);
• краску Эстель, палитра которой насчитывает 140 оттенков;
• краску без аммиака из палитры Матрикс (Matrix Color Sync);
• краску Кутрин.

Немало хороших отзывов и о краске без аммиака Л’Ореаль (L’Oreal Professionnel LUO COLOR). Тем не менее, есть женщины, которые во время беременности продолжают пользоваться краской для волос с аммиаком.

Аммиак - соединение, являющееся важнейшим источником азота для живых организмов, а также нашедшее применение в различных отраслях промышленности. Что такое аммиак, каковы его свойства? Давайте разберемся.

Что такое аммиак: основные характеристики

Аммиак (нитрид водовода) - соединение азота с водородом, имеющее химическую формулу NH 3 . Форма молекулы напоминает тригональную пирамиду, в вершине которой расположен атом азота.

Аммиак представляет собой газ, не имеющий цвета, но обладающий резким специфическим запахом. Плотность аммиака почти в два раза меньше, чем плотность воздуха. При температуре 15 o C она составляет 0,73 кг/м 3 . Плотность аммиака жидкого в нормальных условиях равна 686 кг/м 3 . Молекулярная масса вещества - 17,2 г/моль. Отличительной особенностью аммиака является его высокая растворимость в воде. Так, при температуре 0 °C ее значение достигает около 1200 объемов в объеме воды, при 20 °C - 700 объемов. Раствор «аммиак - вода» (аммиачная вода) характеризуется слабощелочной реакцией и довольно уникальным свойством по сравнению с другими щелочами: с увеличением концентрации плотность снижается.

Как образуется аммиак?

Что такое аммиак в организме человека? Это конечный продукт азотистого обмена. Большую его часть печень конвертирует в мочевину (карбамид) - менее токсичное вещество.

Аммиак в природных условиях образуется в результате разложения органических соединений, содержащих азот. Для использования в промышленности это вещество получают искусственным путем.

Получение аммиака в промышленных и лабораторных условиях

В промышленных условиях аммиак получают путем каталитического синтеза из азота и водорода:

N 2 + 3H 2 → 2NH3 + Q.

Процесс получения вещества проводят при температуре 500 °C и давлении 350 атм. В качестве катализатора используется Полученный аммиак удаляется охлаждением. Азот и водород, которые не прореагировали, возвращаются на синтез.

В лабораторных условиях аммиак получают в основном путем слабого нагревания смеси, состоящей из хлорида аммония и гашеной извести:

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 → CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O.

Для осушения готовое соединение пропускается через смесь извести и едкого натра. Довольно сухой аммиак можно получить путем растворения в нем металлического натрия и последующей перегонки.

Где используется аммиак?

Нитрид водорода широко применяется в различных отраслях промышленности. Огромные его количества используются для и различных удобрений (мочевина, нитрат аммония и др.), полимеров, синильной кислоты, соды, аммониевых солей и других видов продукции химического производства.

В легкой промышленности свойства аммиака применяют при очистке и окрашивании таких тканей, как шелк, шерсть и хлопок. В сталелитейном производстве он используется для увеличения твердости стали путем насыщения ее поверхностных слоев азотом. В нефтехимической промышленности при помощи нитрида водорода нейтрализуют кислотные отходы.

Благодаря своим термодинамическим свойствам жидкий аммиак используется в качестве хладагента в холодильном оборудовании.

NH 3 + HNO 3 → NH 4 NO 3.

При взаимодействии с HCl образуется хлорид аммония:

NH 3 + HCl → NH 4 Cl.

Соли аммония представляют собой твердые кристаллические вещества, разлагающиеся в воде и обладающие свойствами, присущими солям металлов. Растворы соединений, образованных в результате взаимодействия аммиака и сильных кислот, имеют слабокислую реакцию.

За счет атомов азота нитрид водорода является активным восстановителем. Восстановительные свойства его проявляются при нагревании. При горении в атмосфере кислорода он образует азот и воду. В присутствии катализаторов взаимодействие с кислородом дает Нитрид водорода имеет способность восстанавливать металлы из оксидов.

Галогены в результате реакции с аммиаком образуют галогениды азота - опасные взрывчатые вещества. При взаимодействии с карбоновыми кислотами и их производными нитрид водорода образует амиды. В реакциях с углем (при 1000 °С) и метаном он дает

С ионами металлов аммиак образует аминокомплексы, или аммиакаты (комплексные соединения), имеющие характерную особенность: атом азота всегда связан с тремя атомами водорода. В результате комплексообразования меняется окраска вещества. Так, к примеру, голубой раствор при добавлении нитрида водорода приобретает интенсивный сине-фиолетовый цвет. Многие из аминокомплексов обладают достаточной устойчивостью. Благодаря этому они могут быть получены в твердом виде.

В жидком аммиаке хорошо растворяются как ионные, так и неполярные неорганические и органические соединения.

Санитарно-гигиенические характеристики

Аммиак относят к четвертому Предельно допустимая максимально-разовая концентрация (ПДК) в воздухе населенных пунктов равна 0,2 мг/м 3 , среднесуточная - 0,04. В воздухе рабочей зоны содержание аммиака не должно быть выше 20 мг/м³. При таких концентрациях запах вещества не ощущается. Фиксироваться человеческим обонянием он начинает при 37 мг/м³. То есть если запах аммиака ощущается, это означает, что допустимые нормы нахождения вещества в воздухе значительно превышены.

Влияние на человеческий организм

Что такое аммиак с точки зрения воздействия на человека? Это токсикант. Его относят к веществам, способным оказывать удушающее и нейротропное действие, ингаляционное отравление которыми может привести к отеку легких и поражению нервной системы.

Аммиачные пары раздражающе воздействуют на кожные покровы, слизистые оболочки глаз и органов дыхания. Концентрация вещества, при которой проявляется раздражение зева, составляет 280 мг на куб. метр, глаз − 490 мг на куб. метр. В зависимости количества нитрида водорода в воздухе могут возникать першение в горле, затрудненность дыхания, приступы кашля, боль в глазах, обильное слезотечение, химический ожог роговицы, потеря зрения. При содержании аммиака 1,5 г на куб. метр в течение часа развивается токсический отек легких. При контакте жидкого аммиака и его растворов (в высоких концентрациях) с кожей возможны покраснения, зуд, жжение, дерматиты. Так как сжиженный нитрид водовода при испарении поглощает тепло, возможны обморожения различной степени.

Симптомы отравления аммиаком

Отравление данным токсикантом может вызывать снижение слухового порога, тошноту, головокружение, головную боль и пр. Возможны изменения в поведении, в частности сильное возбуждение, бред. Проявление симптомов в ряде случаев имеет прерывистый характер. Они могут на некоторое время прекращаться, а потом возобновляться с новой силой.

Учитывая все возможные последствия воздействия аммиака, очень важно соблюдать меры предосторожности при работе с данным веществом и не допускать превышения его концентрации в воздушной среде.

Аммиак – NH 3

Аммиак (в европейских языках его название звучит как «аммониак») своим названием обязан оазису Аммона в Северной Африке, расположенному на перекрестке караванных путей. В жарком климате мочевина (NH 2) 2 CO, содержащаяся в продуктах жизнедеятельности животных, разлагается особенно быстро. Одним из продуктов разложения и является аммиак. По другим сведениям, аммиак получил своё название от древнеегипетского слова амониан . Так называли людей, поклоняющихся богу Амону. Они во время своих ритуальных обрядов нюхали нашатырь NH 4 Cl, который при нагревании испаряет аммиак.

1. Строение молекулы

Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине . Три неспаренныхp-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами трёх атомов водорода (связи N−H), четвёртая пара внешних электронов является неподелённой, она может образовать донорно-акцепторную связь с ионом водорода, образуя ион аммония NH 4 + .

Вид химической связи: ковалентная полярная, три одинарные σ - сигма связи N-H

2. Физические свойства аммиака

При нормальных условиях - бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта), почти вдвое легче воздуха, ядовит. По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это мы и воспринимаем как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. Растворимость NH 3 в воде чрезвычайно велика - около 1200 объёмов (при 0 °C) или 700 объёмов (при 20 °C) в объёме воды.

3.

4. Химические свойства аммиака

Для аммиака характерны реакции:

1. с изменением степени окисления атома азота (реакции окисления)
2. без изменения степени окисления атома азота (присоединение)

5. Применение аммиака

По объемам производства аммиак занимает одно из первых мест; ежегодно во всем мире получают около 100 миллионов тонн этого соединения. Аммиак выпускается в жидком виде или в виде водного раствора – аммиачной воды, которая обычно содержит 25% NH 3 . Огромные количества аммиака далее используются для получения азотной кислоты , которая идет на производство удобрений и множества других продуктов. Аммиачную воду применяют также непосредственно в виде удобрения, а иногда поля поливают из цистерн непосредственно жидким аммиаком. Из аммиака получают различные соли аммония, мочевину, уротропин . Его применяют также в качестве дешевого хладагента в промышленных холодильных установках.

Аммиак используется также для получения синтетических волокон , например, найлона и капрона. В легкой промышленности он используется при очистке и крашении хлопка, шерсти и шелка . В нефтехимической промышленности аммиак используют для нейтрализации кислотных отходов, а в производстве природного каучука аммиак помогает сохранить латекс в процессе его перевозки от плантации до завода. Аммиак используется также при производстве соды по методу Сольве. В сталелитейной промышленности аммиак используют для азотирования – насыщения поверхностных слоев стали азотом, что значительно увеличивает ее твердость.

Медики используют водные растворы аммиака (нашатырный спирт) в повседневной практике: ватка, смоченная в нашатырном спирте, выводит человека из обморочного состояния. Для человека аммиак в такой дозе не опасен.

ТРЕНАЖЁРЫ

Тренажёр №1 "Горение аммиака"

Тренажёр №2 "Химические свойства аммиака"

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Осуществить превращения по схеме:

а) Азот→ Аммиак → Оксид азота (II)

б) Нитрат аммония → Аммиак → Азот

в) Аммиак → Хлорид аммония → Аммиак → Сульфат аммония