Amoniak je amoniak. Vzorec, vlastnosti a aplikace amoniaku

Amoniak je těkavá vodíková sloučenina (vodíkový nitrid), která hraje vedoucí úlohu v moderním průmyslu.

Ačkoli to bylo objeveno jediný v osmnáctém století, to bylo známé člověku od nepaměti. Vodný roztok amoniaku je amoniak. Tato látka je obsažena v rozkladných produktech živých organismů a moči. Proto se při rozpadu organické hmoty (zbytky rostlin, zvířat) uvolňuje amoniak, což způsobuje ostrý zápach rozkladu (amoniaku).

Historie amoniaku

Amoniak objevil koncem osmnáctého století britský chemik Joseph Priestley - jeden ze zakladatelů moderní chemie, který také učinil mnoho důležitých objevů v jiných oblastech vědy (fyzika, biologie, optika).

Seznamy jeho vynálezů jsou například: šumivá voda, za kterou získal medaili od Královské společnosti v Londýně a známý guma (všichni používali chleba k vymazání grafitu dříve).

Je nemožné popřít, že Joseph Priestley významně přispěl k chemii, obzvláště v oblasti plynů, ale mnoho z jeho úspěchů udělal náhodou.

Joseph Priestley získal amoniak zahřátím chloridu amonného (chloridu amonného) s hydroxidem vápenatým (popíleným vápnem) a poté uvolnil plyn v rtuťové lázni.

Ortuťová lázeň je speciální zařízení vytvořené společností Priestley k soustředění plynů. Při pokojové teplotě je rtuť kapalinou s vysokou hustotou, která jí neumožňuje absorbovat plyny. Jejich vědci jsou snadno izolováni od látek zahříváním rtuti nad povrchem.

Rovnice amoniaku:

2NH4Cl + Ca (OH) ₂ = NH3 + CaCl2 _.

Poté, co Joseph Priestley objevil čpavek, jeho studie nezůstala klidná.

V roce 1784 složení této látky určil chemik Louis Berthollet, který ho položil na původní prvky elektrickým výbojem.

On dostal jméno "plat" v 1787 od latinského názvu amoniaku, a jméno amoniak, který jsme používali, byl představen Yakov Dmitrievich Zakharov v 1801.

Ale co je zajímavé. Sto let před Josephem Priestleym a objevem amoniaku pozoroval vědec Robert Boyle fenomén, v němž začala kouřová tyčinka, která byla předem namočená v kyselině chlorovodíkové, když byla přivedena k plynu uvolněnému při spálení hnoje. To je způsobeno tím, že kyselina a amoniak reagovaly a její produkty obsahovaly chlorid amonný, jehož částice vytvořily kouř. Ukázalo se, že amoniak byl objeven experimentálními metodami dávno, ale jeho přítomnost ve světě byla prokázána mnohem později.

Složení molekuly

Molekula amoniaku (NH3) má tvar čtyřstěnu s atomem dusíku na vrcholu. Obsahuje čtyři elektronové mraky, které se překrývají po komunikační lince, proto molekula obsahuje pouze vazby sigma. Ve srovnání s vodíkem má dusík vysokou elektrogenitu, takže společné elektronové páry v molekule jsou posunuty směrem. A protože jednotlivé vazby jsou všude v amoniaku, typ hybridizace je sp ³ a úhel mezi elektronovými mraky je 109 stupňů.

Způsoby, jak se dostat

Asi 100 milionů tun amoniaku se vyrábí ročně na světě, takže tento proces může být správně považován za jeden z nejdůležitějších na světě. Uvolněte ji v tekuté formě nebo jako 25% roztok.

Jsou k dispozici následující způsoby:

1. V průmyslu se vyrábí amoniak syntézou dusíku a vodíku, který je doprovázen uvolňováním tepla. Tato reakce se navíc může provádět pouze při vysoké teplotě, za tlaku a za přítomnosti katalyzátoru, který při zrychlení slabé reakce sám nenastoupí.

Rovnice reakce amoniaku:

N ₂ + 3H ₂ ⇄ 2NH ₃ + Q

2. Při koksování uhlí můžete získat amoniak.

Ve skutečnosti v uhlí neexistuje žádný amoniak, ale obsahuje mnoho organických sloučenin, které obsahují dusík a vodík. A se silným ohřevem uhlí (pyrolýza), tyto složky tvoří amoniak, který vychází jako vedlejší produkt.

3. V laboratoři se amoniak získává zahřátím chloridu amonného a hydroxidu vápenatého:

2NH4Cl + Ca (OH) ₂ → CaCl ₂ + 2NH ₃ ↑ + 2H 2O

4. Nebo zahřátím chloridu amonného s koncentrovanými alkáliemi:

NH4C1 + NaOH = NaCI + NH3 ↑ + H20

Aplikace

Amoniak je nepostradatelnou a skutečně nezbytnou látkou, bez níž by světový průmysl zpomalil svůj pohyb. Rozsah její aplikace je široký: zapojuje se do všech procesů lidské výroby, od továren a laboratoří po léky. Jeho výhodami je, že je šetrný k životnímu prostředí a je poměrně levný výrobek.

Aplikace amoniaku:

1. Chemický průmysl. Používá se při výrobě hnojiv, polymerů, kyseliny dusičné, výbušnin, jako rozpouštědla (kapalný amoniak).
2. Chladicí jednotky. Amoniak se odpaří s absorpcí velkého množství tepla z prostředí, protože má určité termodynamické vlastnosti. Chladicí systémy založené na jeho použití jsou více než efektivní, a proto jsou hlavním chladivem v průmyslu.
3. Medicína Amoniak nebo 10% roztok amoniaku se používá při mdlobu (stimulace receptorů nosní sliznice stimuluje dýchání), léčbu rukou chirurga, zvracení a tak dále.
4. Textilní průmysl. S ním získáte syntetická vlákna. Také se při čištění nebo barvení různých tkanin používá amoniak.

Fyzikální vlastnosti

Zde jsou fyzikální vlastnosti amoniaku:

1. Za normálních podmínek je to plyn.
2. Bezbarvé.
3. Má ostrý zápach.
4. Toxický a velmi toxický.
5. Velmi dobře rozpustný ve vodě (jeden objem vody na sedm set objemů čpavku) a množství organických látek.
6. Teplota tání je -80 ° C.
7. Teplota varu je kolem -36 ° C.
8. Je explozivní a hořlavý.
9. Přibližně dvakrát lehčí než vzduch.
10. Má molekulární krystalovou mřížku, respektive je tavitelná a křehká.
11. Molární hmotnost amoniaku je 17 gramů / mol.
12. Při ohřátí v prostředí s kyslíkem se rozkládá na vodu a dusík.

Chemické vlastnosti amoniaku

Amoniak je silné redukční činidlo, protože stupeň oxidace dusíku v molekule je minimální. Je také schopný oxidačních vlastností, což se stává mnohem méně často.

Reakce s amoniakem:

• Amoniak vytváří amonné soli s kyselinami, které se při zahřátí rozkládají. Amoniak je chlorid amonný s kyselinou chlorovodíkovou a síran amonný s kyselinou sírovou.

NH3 + HCL = NH4CL

NH3 + H2S04 = (NH4) 2S04

• Při kyslíku se při zahřátí vytvoří dusík a za přítomnosti katalyzátoru (Pt) se získá oxid dusný.

4NH ₃ + 5O ₂ = 4NO + 6H 2O

4NH ₃ + 3O ₂ = 2N ₂ + 6H 2O

• Nestabilní hydrát amoniaku je tvořen vodou.

NH3 + H20 = NH3xH20

Amoniak může vykazovat alkalické vlastnosti, proto při interakci s vodou tvoří slabou bázi - NH4OH. Ve skutečnosti však taková sloučenina neexistuje, takže vzorec by měl být napsán takto: NH ₃ × H ₂ O.

• S oxidy kovů.

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

• S halogeny.

8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl

• S kovovými solemi.

3NH ₃ + 3N 2O + AIC ₃ = Al (OH) ₃ ↓ + 3NH 4Cl

Sloučeniny amoniaku

Při interakci s amoniakem se vytváří několik typů komplexních látek:

1. Amonné soli. Vznikají reakcí amoniaku s kyselinami a při zahřátí se rozloží.
2. Amida. Jedná se o soli, které jsou získány působením alkalických kovů na amoniak.
3. Hydrazin. Tato látka, která se získá oxidací amoniaku chlornanem sodným v přítomnosti želatiny.
4. Aminy. Amoniak reaguje s halogenalkanem jako adiční reakcí, tvořící soli.
5. Amoniak Amoniak tvoří komplexní soli se stříbrem a měďnatými solemi.

Biologická role

Amoniak je látka tvořená v organismech živých bytostí během metabolismu, který je produktem metabolismu dusíku v nich. Ve fyziologii zvířat je důležitá role, ale má vysokou toxicitu pro organismy a téměř není v nich obsažena v čisté formě. Většina z nich se játví zpracovává na neškodnou látku - močovinu nebo jak se také nazývá močovina.

Také přispívá k neutralizaci kyselin, které vstupují do těla s jídlem, a udržují kyselou-bázovou rovnováhu krve.

Amoniak je důležitým zdrojem dusíku pro rostliny. Zejména to pohlcují z půdy, ale je to velmi pracný a neúčinný proces. Některé rostliny jsou schopné akumulovat dusík, který je obsažen v atmosféře, za pomoci speciálních enzymů - dusatázy. Poté přeměňují dusík na užitečné sloučeniny, jako jsou bílkoviny a aminokyseliny.

Stav agregace

Amoniak může být v různých agregačních stavech:

1. Je přítomen jako bezbarvý plyn s nepříjemným štiplavým zápachem za běžných podmínek.
2. Může se také velmi dobře rozpouštět ve vodě, takže může být skladován jako vodný roztok s určitou koncentrací. Zkapalňuje a stává se kapalinou v důsledku tlaku a silného chlazení.
3. Amoniak má pevný stav, ve kterém se objevuje jako bezbarvé kubické krystaly.

Otravy amoniakem

Jak bylo uvedeno výše, amoniak je extrémně toxická a toxická látka. Patří do čtvrté třídy nebezpečí.

Otrava s tímto plynem je doprovázena narušením mnoha procesů těla:

• Za prvé, nervový systém je ovlivněn a absorpce kyslíku nervovými buňkami je snížena.
• Při průniku do hltanu, průdušnice a průdušek se amoniak usazuje na sliznicích, rozpouští se, vytváří alkalický materiál, který začne nepříznivě ovlivňovat tělo, způsobuje vnitřní popáleniny, zničí tkáně a buňky.
• Tato látka má také škodlivý účinek na mastné složky, které jsou v jedné nebo jiné formě součástí všech lidských orgánů.
• Ovlivněné kardiovaskulárním a endokrinním systémem narušily jejich práci.

Po kontaktu s amoniakem trpí téměř celé lidské tělo, jeho vnitřní tkáně a orgány a proces vitální aktivity se zhoršuje.

Většina případů otravy tímto plynem se vyskytuje v chemických zařízeních v důsledku jeho úniku, ale mohou být také otráveny doma, například pokud nádoba obsahující kapalný čpavek není pevně uzavřená a její páry se hromadí uvnitř.

Otravy se mohou objevit i tehdy, když člověk omdlí tampon namočený do čpavku do nosu, když člověk omdlí. Pokud je oběť po dobu delší než pět vteřin podrážděna, je zde vysoké riziko intoxikace, aby se s amoniakem vždy manipulovalo s velkou opatrností.

Symptomy otravy

Níže uvádíme několik příznaků otravy amoniakem:

1. Těžký kašel, dušnost.
2. Hořící oči, roztržení, bolestná reakce na jasné světlo.
3. Hoření v ústech a nasofaryngu.
4. Závratě, bolesti hlavy.
5. Bolest břicha, zvracení.
6. Snížený prah slyšení.
7. V případě závažnější možné otravy: ztráta vědomí, křeče, zástava dýchání, akutní srdeční selhání. Kombinace porušení může způsobit, že se oběť dostane do komatu.

Prevence otravy

První pomoc v tomto případě sestává z několika jednoduchých kroků. Nejprve je třeba vzít oběti na čerstvý vzduch, umýt obličej a oči tekoucí vodou. Dokonce i ti, kteří nebyli v chemii moc dobří, vědí ze školy: alkálie jsou neutralizovány kyselinou, proto je třeba ústa a nos opláchnout vodou a citronovou šťávou nebo octem.

Pokud otrávená osoba ztratila vědomí, měla by být položena na bok v případě zvracení, a když je pulz a respirace zastaveny, měla by se provést masáž srdce a umělé dýchání.

Účinky otravy

Po intoxikaci amoniakem může mít člověk velmi vážné nezvratné následky. Především trpí centrální nervový systém, což zahrnuje řadu komplikací:

• Mozku přestává plně plnit své funkce a začne klesat, kvůli této snížené inteligenci jsou duševní choroby, amnézie, nervózní tikové.
• Citlivost některých částí těla se snižuje.
• Porušení vestibulárního přístroje. Z tohoto důvodu se osoba cítí neustále závratě.
• Orgány sluchu začínají ztrácet pracovní schopnost, což vede k hluchotě.
• Při porážce očních víček se sníží vidění a ostrost, v nejhorším případě čeká obličej slepota.
• Nástup smrti. To závisí na tom, jak vysoká byla koncentrace plynu ve vzduchu a kolik amoniaku se dostalo do těla.

Poznat a dodržovat předepsaná bezpečnostní opatření je chránit před rizikem ohrožení vlastního života nebo nejhoršího osudového postižení, ztráty sluchu nebo zraku.