Παρασκευή, Ιδιότητες, Δομή και Χρήσεις Αμμωνίας και Νιτρικού Οξέος
Η αμμωνία παράγεται στην ατμόσφαιρα κυρίως ως αποτέλεσμα της αποικοδόμησης των αζωτούχων συστατικών από βακτήρια που εκπέμπονται από ζώα και φυτά. Το Azane είναι ο όρος IUPAC για την αμμωνία. Η αμμωνία έχει τον χημικό τύπο NH3 . Η αμμωνία έχει μια ποικιλία ιδιοτήτων.
Νιτρικό οξύ (HNO3 ) είναι ένα άχρωμο υγρό που εκπέμπει πικρές κίτρινες ή κόκκινες μυρωδιές. Η έκθεση σε νιτρικό οξύ μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό των ματιών, του δέρματος και των βλεννογόνων, καθώς και καθυστερημένο πνευμονικό οίδημα, πνευμονίτιδα, βρογχίτιδα και διάβρωση των δοντιών. Το νιτρικό οξύ είναι μια πολύ διαβρωτική ουσία. Η έκθεση στο νιτρικό οξύ μπορεί να προκαλέσει τραυματισμό στους εργαζόμενους. Το μέγεθος της έκθεσης καθορίζεται από τη δόση, τη διάρκεια και τον τύπο της εργασίας που εκτελείται.
Παρασκευή αμμωνίας:
Μικρές ποσότητες αζάνης/αμμωνίας υπάρχουν στο έδαφος και στον αέρα ως αποτέλεσμα της διάσπασης της αζωτούχου οργανικής ύλης.
Τα άλατα αμμωνίου παράγονται για να αντιδράσουν με την καυστική σόδα και να παράγουν αμμωνία σε μέτρια κλίμακα:
2NH3 + 2H2 O + CaCl2 ←→ 2NH4 Cl + Ca(OH)2
Η μέθοδος του Haber χρησιμοποιείται σε μεγάλης κλίμακας μεταποίηση. Η διαδικασία του Haber περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα:
2NH3 =N2 (ζ) + 3Η2 (ζ)
Τα βασικά συστατικά για την αντίδραση είναι το άζωτο και το υδρογόνο. Το τρίψιμο είναι η διαδικασία αφαίρεσης ρύπων από τα αέρια.
Μετά τη διαδικασία καθαρισμού, τα αέρια συγχωνεύονται και ωθούνται μέσω ενός συμπιεστή. Μετά από αυτό, το μείγμα συνθλίβεται στις 200 atm. Τα συμπιεσμένα αέρια στη συνέχεια μεταφέρονται μέσω ενός μετατροπέα, όπου θερμαίνονται στους 450°C και ωθούνται μέσω πίεσης 200 atm. Η αμμωνία παράγεται όταν το άζωτο ενώνεται με το υδρογόνο, αλλά παράγεται μόνο το 15% περίπου του αερίου. Το μείγμα αμμωνίας, υδρογόνου και αζώτου στον μετατροπέα εξαλείφεται. Ψύχεται στη δεξαμενή, όπου υγροποιείται και συλλέγεται.
Ιδιότητες αμμωνίας:
Οι ιδιότητες της αμμωνίας είναι οι εξής:
- Το αζάνιο είναι ένα άχρωμο αέριο με δυσάρεστη οσμή.
- Στους 198,4 K και 239,7 K, βράζει.
- Αυτό το αέριο διαλύεται γρήγορα στο νερό. Επειδή τα ιόντα ΟΗ- εμφανίζονται στο υδατικό διάλυμα της NH3 , είναι ένα αδύναμο βασικό.
NH3 +H2 0 → NH,sub>4+ OH–
NH3 +H2 0 → NH3 +H2 0
4. Όταν το αμμώνιο ενώνεται με ένα οξύ, σχηματίζει άλατα αμμωνίου.
ZnSO4 +2NH4 OH (g) → Zn(OH)2 +(NH4 )2 SO4 → Zn(OH)2 +(NH4 )2 SO4 Zn(OH)2 +(NH4 )2 SO4 → Zn(OH)2 +(NH4 )
Χρήσεις αμμωνίας
- Η αμμωνία χρησιμοποιείται ως ψυκτικό μέσο λόγω των ιδιοτήτων της στην υδατική της κατάσταση.
- Χρησιμοποιείται στην παραγωγή ουρίας.
- Η ουρία είναι ένα καλό αζωτούχο λίπασμα.
- Λόγω των χαρακτηριστικών καθαρισμού του, το αζάνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση λαδιού.
Νιτρικό οξύ
Ο Friedrich Wilhelm Ostwald επινόησε μια μέθοδο για τη λήψη νιτρικού οξέος από αμμωνία στις αρχές του εικοστού αιώνα. Η εφεύρεση του νιτρικού οξέος επέτρεψε στους Γερμανούς να δημιουργήσουν εκρηκτικά χωρίς να χρειάζεται να τα εισάγουν από άλλα έθνη, όπως η Χιλή, κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. Το HNO3 είναι ο χημικός τύπος για το νιτρικό οξύ.
Παρασκευή νιτρικού οξέος
Αυτό το αέριο παράγεται σε μικρή κλίμακα με θέρμανση πυκνού θειικού οξέος με NaNO3 ή KNO3.
NaHSO4+HNO3 =NaNO3+H2SO4+HNO3
Η τεχνική Ostwald χρησιμοποιείται για παρασκευές μεγάλης κλίμακας.
Σε 500 K και πίεση 9 bar, το NH3 υφίσταται καταλυτική οξείδωση από το οξυγόνο που υπάρχει στην ατμόσφαιρα παρουσία Pt/Rh ως καταλύτη.
4NH3 + 5O2 =4NO(g) + 6H2O
Το προκύπτον μονοξείδιο του αζώτου στη συνέχεια αντιδρά με οξυγόνο για την παραγωγή ΝΟ2.
Το HNO3 παράγεται όταν το NO2 διαλύεται σε H2O.
2HNO3(aq)+NO ←→ 3NO2 (g)+H2O(l)+NO (g)
Χαρακτηριστικά νιτρικού οξέος
Στη φυσική του κατάσταση, είναι άχρωμο.
Το υγρό έχει σημείο βρασμού 84,1°C και παγώνει σε λευκό στερεό στους -41,55°C.
Είναι ένα ισχυρό οξύ που διασπάται σε νιτρικά ιόντα και υδρόνιο.
HNO3 (aq) +H2O (l) =H3O+(aq)+NO3+NO3– (aq)
Στη συμπυκνωμένη του μορφή, το HNO3 είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό.
Cu+4HNO3 Cu(NO3)2+ 2NO2+2H2O Cu(NO3)2+ 2NO2+2H2O
Εφαρμογές νιτρικού οξέος
Το νιτρικό οξύ χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή λιπασμάτων.
Χρησιμοποιείται για την κατασκευή μιας ποικιλίας πολυμερών, συμπεριλαμβανομένων των πολυαμιδίων και της πολυουρεθάνης.
Το νιτρικό οξύ χρησιμοποιείται κυρίως για τον καθαρισμό πολύτιμων μετάλλων όπως η πλατίνα, ο χρυσός και το ασήμι.
Στη βιομηχανία ξυλουργικής, το αραιωμένο νιτρικό οξύ χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ξύλου σφενδάμου και πεύκου και του δίνει μια παλαιωμένη εμφάνιση.
Συμπέρασμα
Επομένως, μπορούμε τελικά να συμπεράνουμε ότι η αμμωνία είχε πολλές εφαρμογές και χρήσεις σε εργαστήρια και καθώς και στην καθημερινή ζωή, όπως η παραγωγή νιτρικών οξέων. Μικρές ποσότητες αμμωνίας υπάρχουν στο έδαφος και στον αέρα ως αποτέλεσμα της διάσπασης της αζωτούχου οργανικής ύλης. Τα άλατα αμμωνίου παράγονται για να αντιδράσουν με την καυστική σόδα για να παράγουν αμμωνία σε μέτρια κλίμακα. Παράγεται χρησιμοποιώντας τη διαδικασία του Haber. Τα βασικά συστατικά για την αντίδραση είναι το άζωτο και το υδρογόνο. Το τρίψιμο είναι η διαδικασία απομάκρυνσης των ρύπων από τα αέρια. Μετά τη διαδικασία καθαρισμού, τα αέρια συγχωνεύονται και ωθούνται μέσω ενός συμπιεστή. Μετά από αυτό, το μείγμα συνθλίβεται σε 200 atm. Τα συμπιεσμένα αέρια στη συνέχεια μεταφέρονται μέσω ενός μετατροπέα, όπου θερμαίνονται στους 450°C και ωθούνται μέσω πίεσης 200 atm. Η αμμωνία παράγεται όταν το άζωτο ενώνεται με το υδρογόνο, αλλά παράγεται μόνο το 15% περίπου του αερίου. Το μείγμα αμμωνίας, υδρογόνου και αζώτου στον μετατροπέα εξαλείφεται. Ψύχεται στη δεξαμενή, όπου υγροποιείται και συλλέγεται.
