аммиак

АММИА́К -а; м. [франц. ammoniaque]. Бесцветный газ с резким неприятным запахом, представляющий собой соединение азота с водородом и образующий при растворении в воде нашатырный спирт (применяется для производства удобрений, в холодильных установках и т.п.). ● От греческого названия нашатыря (hals ammōniakos), который получали в оазисе Аммониум в Ливийской пустыне.

◁ Аммиа́чный, -ая, -ое. А-ые соединения. А. запах. А-ая селитра.

* * *

аммиа́к

(от греч. háls ammōniakós — нашатырь), NH₃, бесцветный газ с резким удушающим запахом; плотность жидкости 0,681 г/см³ (–33,35ºC), t_пл –77,7ºC, t_кип 33,35ºC; при давлении 0,9 МПа сжижается при комнатной температуре. Хорошо растворим в воде; водный раствор — нашатырный спирт. Получают каталитическим синтезом из азота и водорода под давлением. Применяют в производстве азотной кислоты и удобрений (⁴/₅ производимого аммиака), аммониевых солей, синильной кислоты, соды. Жидкий аммиак — хладагент, высококонцентрированное удобрение. Взрывоопасен. Токсичен.

* * *

АММИАК

АММИА́К (от греч. hals ammoniakos — амонова соль, нашатырь, который получали около храма бога Амона (см. АМОН) в Египте), NH₃, бесцветный газ с резким запахом. Молекула имеет форму правильной пирамиды. Связи N—H полярны. Молярная масса 17 г/моль. Плотность 0,639 г/дм³. Температура кипения –33,35 °C, температура плавления –77,7 °C. Критическая температура 113 °C, критическое давление 11,425 кПа. Теплота испарения 23,27 кДж/моль, теплота плавления 5,86 кДж/моль.
Получение
Впервые чистый аммиак был получен в 1774 Дж. Пристли (см. ПРИСТЛИ Джозеф). Промышленную технологию получения аммиака разработали и осуществили в 1913 немцы Ф. Габер (см. ГАБЕР Фриц) и К. Бош (см. БОШ Карл), получившие за свои исследования Нобелевские премии.
В промышленности аммиак получают в стальных колоннах синтеза, наполненных катализатором — пористым железом. Через колонну под давлением 30 МПа и при температуре 420—500 °C пропускают смесь азота и водорода. (см. ВОДОРОД) Так как реакция
3Н₂ + N₂ = 2NH₃ + 104 кДж
обратима, при однократном проходе газовой смеси через колонну в аммиак превращается не более 15—25% исходных веществ. Для полного превращения необходима многократная циркуляция, которую осуществляют с помощью компрессора. В цикл непрерывно вводят свежую газовую смесь взамен использованной на образование аммиака.
В лаборатории газообразный аммиак получают нагреванием аммиачной воды или твердой смеси NH₄Сl и Сa(OH)₂:
2NH₄Сl + Сa(OH)₂ = 2NH₃ + CaCl₂ + 2H₂О
Для осушения аммиака его пропускают через смесь извести с едким натром.
Физические и химические свойства
Хорошо растворим в воде (700 объемов NH₃ в 1 объеме воды при комнатной температуре). Максимальная массовая концентрация (%) аммиака в водном растворе 42,8 (0 °C), 33,1 (20 °C), 23,4 (40 °C). Плотность водных растворов аммиака (кг/дм³): 0,97 (8% по массе), 0,947 (16%), 0,889 (32 %). Раствор аммиака в воде называют аммиачной водой, ее концентрация 25%. В водном растворе аммиак частично ионизирован, что обусловливает щелочную реакцию раствора:
NH₃ + Н₂О = NH₄⁺ + ОН^–
На самом деле молекул NH₄ОН в растворе не существует. Атом N в молекуле аммиака связан тремя ковалентными связями с атомами водорода и сохраняет при этом одну неподеленную пару. Он не может быть соединен с атомами кислорода и водорода пятью полярными ковалентными (см. КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ) связями. Имеется в виду гидратированный аммиак, NН₃·Н₂О.
Аммиак проявляет свойства основания (основания Бренстедта (см. БРЕНСТЕД Иоханнес Николаус)). В кислой среде молекула NH₃ присоединяет ион Н⁺, образуется ион аммония NH₄⁺. Реагируя с кислотами, аммиак нейтрализует их, образуя соли аммония:
NH₃ + HCl = NH₄Cl
Большинство солей аммония бесцветны и хорошо растворимы в воде. Растворы солей, образованные аммиаком и сильными кислотами, имеют слабокислую реакцию.
Смесь аммиака и воздуха взрывоопасна. Но горит аммиак только в чистом кислороде (см. КИСЛОРОД) бледным зеленым пламенем:
4NH₃ + 3О₂ = 2N₂ + 6Н₂О,
применение платинового катализатора, образуется оксид азота (II) NО:
4NH₃ + 5О₂ = 4NО + 6Н₂О
Аммиак обладает восстановительными свойствами:
2NH₃ + Fe₂O₃ = 2Fe + N₂ + 3H₂O
При определенных условиях аммиак реагирует с галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ). Щелочные и щелочно-земельные металлы реагируют с жидким и газообразным аммиаком, давая амиды (см. АМИДЫ КИСЛОТ). При нагревании в Атмосфере аммиака многие металлы и неметаллы (Zn, Cd, Fe, Cr, B, Si и другие) образуют нитриды (см. НИТРИДЫ). Жидкий аммиак взаимодействует с серой (см. СЕРА):
10S + 4 NH₃ = 6 Н₂S + N₄S₄
При 1000 °C аммиак реагирует с углем, образуя HCN и частично разлагаясь на азот и водород.
Применение
В промышленности аммиак используют при получении азотной кислоты HNO₃, в производстве азотных минеральных удобрений, в качестве хладагента. Аммиачная вода является азотным удобрением. Нашатырный спирт используют в медицине.
Физиологическое действие
Аммиак ядовит, ПДК 20 мг/м³. Жидкий аммиак вызывает сильные ожоги. При содержании в воздухе 0,5% по объему аммиак сильно раздражает слизистые оболочки. При остром отравлении поражаются глаза и дыхательные пути. При хроническом отравлении — расстройство пищеварения, катар верхних дыхательных путей, ослабление слуха.