Свойства, применение и хранение водного аммиака

Класс химии есть в каждой школе, каждом вузе и большинстве учебных заведений. Водный аммиак - одно из веществ, которым необходимо оснастить подобный кабинет. Рассмотрим подробнее, что это такое.

Бинарное соединение азота и водорода, химическая формула которого выглядит так: NH3, является важнейшим из водородных соединений азота и называется аммиаком. Всего насчитывается несколько известных соединений водорода с азотом.

Водный аммиак – прозрачная жидкость, представляющая не что иное, как раствор аммиака в воде, имеющая очень резкий запах нашатыря. Другое название раствора, который иногда может иметь желтоватый оттенок – аммиачная вода.

Виды:

- аммиак технический жидкий;

- водный технический аммиак;

- водный ЧДА.

Химические свойства аммиака

Во время химических реакций во многих случаях, благодаря имеющейся в составе неделимой электронной пары, аммиак выступает в роли комплексообразователя. По-другому это называется основание Бренстеда. Аммиак относится к ряду реакционноспособных соединений. За счет имеющейся в наличии той же неподеленной электронной пары (у атома азота N), для аммиака реакции присоединения являются особенно характерными. Они являются также и легко осуществимыми.

Получение водного аммиака

Немецкий физик открыл физико-химическую основу метода получения аммиака в промышленности. Его именем и назван этот метод – процесс Габера. Этот промышленный способ получения аммиака основан на прямой реакции взаимодействия двух химических элементов: водорода и азота. Формула получения данного соединения при высокой температуре и давлении, с использованием катализатора, выглядит следующим образом:

N2 + 3H2 = 2NH3

Для того чтобы процесс получения аммиака по формуле прошел успешно, должны быть соблюдены следующие условия:

- температура – 500 градусов по Цельсию;

- давление – 350 атмосфер;

- при использовании катализатора выход аммиака составляет 3%.

В процессе реакции происходит выделение тепла и понижение объема. В условиях промышленности чаще используют принцип циркуляции, когда аммиак удаляется, или изымается, охлаждением. Оставшиеся вне реакции азот с водородом отправляются обратно (в колонку синтеза). Этот процесс более экономичен в отличие от аналогичного, с достижением более высокого выхода, с использованием высокого давления.

Применение

Аммиак водный очень широко применяется в химической промышленности, являясь одним из важных продуктов. Ежегодно в мире производится 100 млн. тонн аммиака. Аммиачная вода используется для производства удобрений на основе азота: нитрата и сульфата аммония, мочевины. Также из нее производят азотную кислоту, кальцинированную соду и полимеры. Используется в процессах производства красителей, марганца, ферросплавов, прочих электролитов. Среди прочих азотных удобрений – аммиачная селитра, аммофоска, карбамид. Аммиачную воду используют и для получения некоторых взрывчатых веществ и прочих химпродуктов, в фармацевтической и металлургической промышленности.

Являясь слабым основанием при взаимодействии с кислотами, аммиачная вода оказывает на них нейтрализующее воздействие. Водный аммиак широко используют для холодильной техники и оборудования. Он является хладагентом (R 717), также может применяться в качестве растворителя.

Нашатырный спирт (10% - ный раствор аммиачной воды) нашел широкое применение в медицинской сфере.

Аммиак ЧДА на водной основе служит в медицине в качестве реактива для проведения анализов. Применяют его и в аналитической химии, и на химических заводах для получения чистых химических продуктов.

Аммиачная вода нашла достаточно широкое применение и в сельском хозяйстве в качестве удобрений и для аммонизации кормов в животноводстве.

Хранение и транспортировка

Перевозить аммиачную воду лучше в стеклянной, либо стальной таре. В ней она может и храниться для удобства транспортировки. Жидкий аммиак перевозят в специальных химических цистернах, предназначенных для автомобильного грузового и железнодорожного транспорта, в стальных баллонах и танкерах, а также путем перемещения по трубопроводу.

Температура жидкого аммиака, охлажденного и готового в транспортировке, не должна превышать – 31.5 градус по Цельсию. Измеряется она на фланце, который соединяет трубопровод танкера и загрузочной линии.

Водный аммиак транспортируют в герметичной таре на железнодорожном, автомобильном и водном видах транспорта в соответствии с правилами транспортировки грузов повышенной опасности, действующими на конкретном виде транспортных средств. Цистерны должны быть заполнены на 95%, не более. Люки обязаны пройти пломбировку и должны быть опечатаны.

Аммиак водный подразделяется на два вида. Продукт марки А транспортируют в аммиаковозах и железнодорожных цистернах. Марка Б перевозится в цистернах, имеющих нижний слив, и в аммиаковозах.

Меры предосторожности

При нормальных показателях температуры и атмосферного давления аммиак имеет газообразное состояние и относится к горючим газам. Аммиачный газ может самовоспламениться при температуре 650 градусов Цельсия, минимальная энергия зажигания составляет примерно 680 мДж.

Смесь аммиака и воздуха в соотношении долей 15-28 к 100 взрывоопасна, а жидкий аммиак относится к классу трудногорючих веществ.

Для тушения возгораний жидкого или газообразного аммиака используют автоматические установки пожаротушения, заправляемые водой, негорючим газом или пеной.

Аммиак является токсичным соединением с предельно допустимой концентрацией активного вещества (ПДК) в воздухе рабочих зон производственных помещений 20 мг/м³.

Газообразный аммиак способен вызвать у человека слезотечение и удушье из-за острого раздражения слизистых оболочек горла, носовой и ротовой полости, глаз.

Если струя газа или капля жидкого аммиака попадет на кожу, может получиться сильный ожог. В этом случае область поражения следует немедленно промыть струей проточной холодной воды и наложить примочки (с содержанием 3-5% лимонной или уксусной кислоты).

Если пострадавший надышался воздухом с повышенным содержанием аммиака, ему нужно срочно выйти на свежий воздух, чтобы органы дыхания очистились.

В случае попадания жидкого аммиака на слизистую оболочку глаз, следует быстро промыть глаза струей воды в большом количестве.

Предосторожности при работе с жидким аммиаком

Если ваша работа включает взаимодействие с данным веществом в любом виде, нужно соблюдать правила:

- использовать индивидуальные средства для защиты (противогаз, маску, защитный фартук или костюм;

- руки следует обезопасить от обморожения: надевать утепленные резиновые перчатки;

- для защиты ног зимой на производстве выдаются валенки на резине или войлочные сапоги с резиновой подошвой, летом обуваются резиновые сапоги или другая прорезиненная обувь.