Властивості, промислове значення та класифікаційні характеристики аміаку. Фізичні та хімічні властивості аміаку

– середня концентрація, що виводить з ладу (ICt50), забезпечує виведення з ладу 50% уражених;

– середня порогова концентрація (PCt50) – викликає початкові симптоми ураження у 50% уражених (г·хв/м3);

- Середня смертельна доза (LDt50) при введенні в шлунок - призводить до загибелі 50% уражених при одноразовому введенні в шлунок (мг/кг).

Для оцінки ступеня токсичності АХОВ шкірно-резорбтивної дії використовують значення середньої смертельної токсодози (LDt50) та середньої порогової токсодози (PDt50). Одиниці виміру – г/чол., мг/чол., мл/кг.

Середня смертельна доза при одноразовому нанесенні на шкіру призводить до загибелі 50% уражених.

Фізико-хімічні властивості аміаку

Оцінюючи потенційної небезпеки хімічних речовин необхідно брати до уваги як токсичні, а й фізико-хімічні властивості, що характеризують їх поведінка у атмосфері, біля і воді. Зокрема, найважливішим фізичним параметром, що визначає характер поведінки токсичних речовин інгаляційної дії при викидах (протоках), є максимальна концентрація його парів у повітрі. У промисловій токсикології використовують показник, що враховує одночасно токсичні властивості та леткість речовин – коефіцієнт можливості інгаляційного отруєння (КВІО). Цей коефіцієнт дорівнює відношенню максимально можливої ​​концентрації парів речовини при 200С для її смертельної концентрації (Таблиця П. 4.1)

За деякими своїми властивостями (точка кипіння -33 ° С, критична температура -132 ° С) аміак схожий на хлор. Так само як і хлор, аміак зручно зберігати у зрідженому вигляді. Залежність тиск парів - температура і частка рідини, що миттєво випаровується в адіабатичному наближенні температура для аміаку і для хлору дуже близькі. Однак аміак переважно перевозиться у вигляді охолодженої рідини (у рефрижераторах). Зазначимо, що в США існують трубопроводи, якими аміак транспортується через всю країну.

Промислове значення аміаку та сфери його застосування

За обсягами виробництва аміак займає одне з перших місць. Щорічно у всьому світі одержують близько 100 мільйонів тонн цього з'єднання. Аміак використовується для виробництва азотної кислоти (HNO3), яка йде на виробництво добрив та безлічі інших продуктів; азотовмісних солей [(NH4)2SO4, NH4NO3, NaNO3, Ca(NO3)2], сечовини, синильної кислоти.

Аміак використовується також при отриманні соди за аміачним способом, в органічному синтезі, для приготування водних розчинів (нашатирний спирт), що знаходять різноманітне застосування в хімічній промисловості та медицині. Рідкий аміак, а також його водні розчини застосовують як рідкі добрива. Аміак є хорошим розчинником для значного класу сполук, що містять азот. Великі кількості аміаку йдуть на амонізацію суперфосфату.

Випаровування аміаку відбувається з поглинанням значної кількості тепла з навколишнього середовища. Тому аміак застосовують також як дешевий холодоагент в промислових холодильних установках. При цьому рідкий аміак повинен відповідати вимогам ГОСТ 6221 – 90 «Аміак рідкий технічний». Як холодоагент використовується рідкий технічний аміак марки А. При цьому вміст води не повинен перевищувати 0,1%.

Аміак використовується також для отримання синтетичних волокон, наприклад, нейлону та капрону. У легкій промисловості він використовується при очищенні та фарбуванні бавовни, вовни та шовку. У нафтохімічній промисловості аміак використовують для нейтралізації кислотних відходів, а у виробництві природного каучуку аміак допомагає зберегти латекс у процесі перевезення від плантації до заводу. У сталеливарній промисловості аміак використовують для азотування – насичення поверхневих шарів стали азотом, що значно збільшує її твердість.

Загальні правила влаштування та безпечної експлуатації аміачних холодильних установок

Загальні поняття про холодильні установки

Холодильна система – сукупність частин, що містять холодоагент і сполучених між собою частин, що утворюють один закритий холодильний контур для циркуляції холодоагенту з метою підведення і відведення тепла.

Холодильна установка – агрегати, вузли та інші складові холодильної системи та вся апаратура, необхідна для їх функціонування.

Абсорбційна (або адсорбційна) холодильна система - система, в якій вироблення холоду здійснюється в результаті випаровування холодоагенту; абсорбер (адсорбер) поглинає пари холодоагенту, які згодом виділяються з нього під час нагрівання з підвищенням парціального тиску і потім під цим тиском конденсуються при охолодженні.

Холодильний агент (холодоагент) – робоче середовище, що використовується в холодильній системі, яке поглинає теплоту при низьких значеннях температури і тиску і виділяє теплоту при більш високих значеннях температури і тиску. Цей процес супроводжується зміною агрегатного стану робочого середовища.

Холодоносій – будь-яка рідина, яка використовується для передачі тепла без зміни її агрегатного стану.

Вимоги до апаратурного оформлення холодильних установок

1) У холодильній установці повинні бути передбачені апарати, що запобігають потраплянню крапель рідкого аміаку у всмоктувальну порожнину компресорів.

2) Блок випарника для охолодження холодоносія повинен включати в себе пристрій для відділення крапель рідини з аміачної парорідинної суміші і повернення відокремленої рідини у випарник.

3) Для відділення рідкої фази з переміщуваної породі кісткової суміші в холодильних системах з безпосереднім охолодженням, на кожну температуру кипіння передбачаються циркуляційні (або захисні) ресивери, що поєднують функції відокремлювача рідини. Дозволяється передбачати для цього окремі відокремлювачі рідини, з'єднані трубопроводами з циркуляційними (захисними) ресиверами, що не поєднують функції відокремлювача рідини.

4) Геометричний обсяг циркуляційних ресіверів зі стояком, що поєднують функції відокремлювача рідини, для кожної температури кипіння в насосних схемах з нижньою і верхньою подачею аміаку в охолоджувальні пристрої слід розраховувати за формулами, наведеними в .

5) Для аварійного (ремонтного) звільнення від рідкого аміаку охолоджувальних пристроїв, апаратів, судин і блоків, а також для видалення конденсату при відтаванні охолоджуючих пристроїв гарячими парами, необхідно передбачати дренажний ресивер, розрахований на прийом аміаку з найбільш амаку.

6) Геометричний обсяг дренажного ресивера слід приймати з умови заповнення його не більш як на 80%.

7) Геометричний обсяг лінійних ресиверів холодильних установок слід приймати не більше 30% сумарного геометричного обсягу охолоджувальних пристроїв приміщень, аміачної частини технологічних апаратів та випарників.

8) Для холодильних машин із дозованою зарядкою аміаку лінійний ресивер не передбачається.

АМІАК(NH 3) - хімічна сполука азоту з воднем, безбарвний газ з характерним гострим запахом, що подразнює слизові оболонки. Зустрічається в невеликих кількостях у повітрі, річковій та морській воді, ґрунті, особливо в тих місцях, де відбувається розкладання органічних азотовмісних речовин (див. Гниєння).

Аміак вперше отримав англійський вчений Д. Прістлі (1774) при дії гашеного вапна на хлористий амоній. У 1787 році для Аміаку було запропоновано назву «Амоніак», яке збереглося за ним у різних країнах. У Росії в 1801 хімік Я. Д. Захаров замінив цю назву більш коротким «аміак».

В лабораторних умовах аміак отримують витісненням його з аміаку аміачних солей розчинами сильних лугів при нагріванні:

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

У техніці Аміак отримують синтетично за методом, розробленим німецьким хіміком Габером (F. Haber). Синтез Аміаку проводиться наступним чином: суміш азоту з воднем стискається за допомогою компресора до 200-220 атм і під таким тиском пропускається через контактний апарат, що містить каталізатор (залізо з добавкою оксидів алюмінію та калію). Після проходження над каталізатором гази, що містять близько 10%, надходять в охолоджувач, а потім в ряді апаратів Аміак поглинається водою.

За наявності дешевої електроенергії, необхідної для створення високої температури, аміак синтезують за ціанамідним методом, заснованим на взаємодії атмосферного азоту та карбіду кальцію. При високій температурі обидві речовини реагують одна з одною з утворенням кальцій-ціанаміду, який при дії перегрітої водяної пари та тиску 6 атм легко розпадається з утворенням аміаку.

Щільність Аміаку при t° 0° та тиску 760 мм ртутного стовпа (1 атм) дорівнює 0,589. Маса 1 л - 0,771 р. При тиску 7 атм та кімнатній температурі Аміак знаходиться в рідкому стані. При тиску 1 атм при охолодженні до t° - 40° зріджується. При охолодженні до t - 75 ° кристалізується. Аміак добре адсорбується активованим вугіллям. Добре розчинний у воді. В одному обсязі води при кімнатній температурі розчиняється 750 об'ємів аміаку. У насиченому водному розчині міститься 33% аміаку. Розчин Аміаку у воді називається «нашатирним спиртом». З водою аміак утворює дуже неміцне з'єднання - гідрат окису амонію (NH 4 OH), що є слабкою основою.

З водяного розчину Аміаку легко виділяється, особливо при нагріванні; горить у кисні з утворенням води та азоту:

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O;

у присутності каталізаторів окислюється до окису азоту.

Розчин Аміаку у воді має слаболужну реакцію, тому що в ньому містяться гідроксильні іони (ВІН -). Останні виникають завдяки тому, що частина молекул аміаку з'єднується з водневими іонами води: NH 3 + НОН = NH +4 + OH - . Частина гідроксильних іонів зв'язується з іонами амонію, утворюючи гідрат окису амонію NH +4 + OH - = NH 4 OH. Звідси випливає, що розчин аміаку містить одночасно молекули аміаку, іони NH +4 і ОН - . Проте основна маса розчиненого аміаку перебуває у вигляді молекул.

Рідкий аміак при випаровуванні поглинає велику кількість тепла (327 кал на 1 г), завдяки чому його застосовували у холодильній справі. Особливо велике значення аміаку як джерела одержання азотної кислоти та її солей. Синтез Аміаку з використанням атмосферного азоту, кількість якого практично невичерпна, дозволяє поповнювати запаси азотистих речовин у ґрунті та робити його більш родючим. Для використання як добрива з аміаку у великих кількостях готують сульфат амонію та азотнокислий амоній.

У фармацевтичній практиці застосовують нашатирний спирт різної міцності. Офіцинальний розчин повинен містити 10% Аміаку Цей розчин одержують шляхом розведення товарною водою 25% розчину аміаку.

Аміак займає центральне місце в азотистому обміні рослин. Через кореневу систему аміачні солі надходять у рослини в дуже незначних кількостях, оскільки вміст їх у ґрунті невеликий. Аміак в грунті піддається окисленню в результаті життєдіяльності нітрифікуючих бактерій, і солі азотистої і азотної кислот, що утворюються при цьому, використовуються після попередньої утворення з них аміаку для синтезу амінокислот (а з них білків) та інших азотовмісних речовин (див. Азотистий обмін).

Аміак утворюється також в організмі людини та тварин. Джерелом його утворення є входять до складу тваринних тканин амінокислоти, а також аденілова кислота. Однак вміст аміаку в тканинах, крові та цереброспінальній рідині дуже незначний (0,01-0,1 мг%). Пояснюється це тим, що в тканинах організму аміак, що утворюється, усувається шляхом синтезу амідів (див.). Усунення Аміаку (в організмі тварин синтезується переважно глутамін) є загальнобіологічним процесом, що відбувається у мікроорганізмах, рослинах та організмі тварин. Кінцевим продуктом знешкодження та усунення аміаку в організмі людини є сечовина (див.).

Аміак утворюється при скороченні м'язів, збудженні нервової тканини. Аміак, що утворюється при роботі м'язів, частково усувається, частково ж надходить у кров. Аміак надходить також у кров із кишечника. Виділяється він з організму людини та тварин із сечею у вигляді аміачних солей (головним чином сульфату амонію). При ацидозах виділення Аміаку із сечею різко збільшується. Головним джерелом аміаку сечі є глутамін, що доставляється до нирок кров'ю, де він дезамідується під впливом глутамінази.

Кількісне визначення Аміаку проводиться за реакцією нейтралізації кислоти: 2NH 3 + H 2 SO 4 → (NH 4)2SO 4 . Невикористану кислоту титрують розчином лугу у присутності індикатора - метилового оранжевого. Аміак кількісно визначають і кольорової реакції з реактивом Несслера (лужний розчин меркурійодиду калію K 2 Hg 2 I 4). Для визначення Аміаку в повітрі певний обсяг його простягають за допомогою аспіратора через поглинальні склянки з 10 н. розчином сірчаної кислоти, а потім визначають титрометрично або колориметрично.

Застосування аміаку в медицині

Дратівна дія аміаку та його солей використовується в мед. практиці. Рефлекси, що виникають при подразненні слизових оболонок верхніх дихальних шляхів, сприяють збудженню дихального центру, особливо при його пригніченні (задушення, отруєння тощо). Вдихання Аміаку викликає почастішання дихання та підвищення артеріального тиску; при дії великих концентрацій, навпаки, відбувається зупинка дихання та уповільнення пульсу. Крім того, при тривалій дії високих концентрацій аміаку на місці застосування його можуть виникати запальні та некробіотичні зміни у тканинах. Аміак має також дезінфікуючу дію.

З препаратів аміаку найбільше терапевтичне застосування має нашатирний спирт (Solutio Ammonii caustici, Liquor Ammonii caustici, Ammonium causticum solutum, NH4OH) - 10% водний розчин Аміаку Прозора безбарвна рідина з різким запахом аміаку. Змішується з водою та спиртом у будь-яких співвідношеннях. Нашатирний спирт викликає подразнення рецепторів слизових оболонок і рефлекторно збуджує дихальний та судинний руховий центри. З цією властивістю пов'язане його застосування при непритомних станах або отруєнні алкоголем (інгаляція або прийом внутрішньо по 5-10 крапель у 100 мл води). Дія на дихальний центр нетривала, і для тривалої стимуляції дихання необхідне застосування аналептиків. У хірургічній практиці нашатирний спирт застосовують як дезінфікуючий засіб для миття рук (25 мл на 5 л теплої води – спосіб Кочергіна-Спасокукоцького).

При хронічних артритах і невралгіях як відволікаючий засіб застосовують аміачний лінімент (Linimentum ammoniatum, лінімент леткий, Linimentum volatile) - однорідна густувата рідина жовтувато-білого кольору із запахом аміаку. Одержують збовтуванням суміші соняшникової олії (74 частини) та олеїнової кислоти (1 частина) з розчином аміаку (25 частин).

Розчин аміаку при прийомі внутрішньо має відхаркувальний ефект (див. нашатирно-анісові краплі).

Розчини Аміаку застосовують для нейтралізації кислих токсинів при укусах комах, змій та каракурта (примочки або впорскування у місце укусу). Є дані про використання слабких розчинів аміаку (0,1-0,2%) як протизапальний засіб при панариціях, фурункулах, абсцесах тощо.

Професійні шкідливості

Отруєння аміаку в умовах виробництва частіше гострі та виникають лише при аварійних випадках; хронічні отруєння можливі, але трапляються рідше.

Поріг рефлекторної дії для людини – 25 мг/м 3 . Відчуття подразнення спостерігається при 100 мг/м3. Робота утруднена при 140-210 мг/м 3 неможлива - при 350 мг/м 3 і вище.

При гострих отруєннях з'являється нежить, першіння та біль у горлі, слинотеча, осиплість голосу, гіперемія слизових оболонок верхніх дихальних шляхів та очей.

При тяжких отруєннях приєднується відчуття сором'язливості та болю в грудях, сильний нападоподібний кашель, задуха, головний біль, біль у шлунку, блювання, затримка сечі. Настає різкий розлад дихання та кровообігу. Можливий опік слизової оболонки верхніх дихальних шляхів та розвиток явищ запалення легень, рідше токсичний набряк легень. Виникає сильне збудження. Причиною загибелі у ряді випадків є запалення бронхів та легень. При безпосередньому попаданні на шкіру чи слизову оболонку очей можливий хімічний опік. Наслідками перенесеного гострого отруєння можуть бути помутніння рогівки та втрата зору, хрипкість голосу, іноді повна його втрата, хронічний бронхіт, активізація туберкульозного процесу.

Хрон. отруєння можуть розвинутись при постійній дії невисоких концентрацій Аміаку Концентрація аміаку 40 мг/м 3 є порогом хронічної дії (цілодобова дія). У сечі отруєних тварин значно підвищується вміст аміаку. При розтині у тварин, які зазнали отруєння, спостерігається гнійне запалення трахеї та бронхів, запалення легень та плеврит; Патологічні зміни з боку паренхіматозних органів, мабуть, пов'язані з реакцією на опік.

Аміак в організмі швидко знешкоджується, і тому його кумулятивна дія незначна чи навіть мало ймовірна. При хронічному отруєнні у людей спостерігається втрата нюху, кон'юнктивіт, хронічний катар слизових оболонок носа, верхніх дихальних шляхів та бронхів.

Перша допомога: при попаданні в очі бризок аміачних розчинів слід негайно промити очі проточною водою. Потім застосовують вазелінове або оливкове масло, новокаїн з адреналіном, сульфацил – натрій (альбуцид – натрій). При попаданні на шкіру бризок негайно змити сильним струменем води. При ураженні шкіри газоподібним аміаком – примочки 5% розчину оцтової чи лимонної кислоти. При отруєнні – свіже повітря, інгаляція підкисленої теплої пари, 10% ментол у хлороформі, легкі наркотики (кодеїн, діонін – 0,01 г), кисень, тепло.

При спазмі голосової щілини – місцеве тепло, інгаляція, атропін, за показаннями трахеотомія. Серцеві засоби за показаннями. При зупинці дихання – штучне дихання. Лікування та профілактика набряку легень (див.).

Профілактика зводиться до герметизації апаратури та комунікацій. При роботі на небезпечних ділянках слід застосовувати промисловий протигаз, що фільтрує, марки К (зелена коробка) і систематично контролювати концентрацію Аміаку в повітрі виробничих приміщень.

ГДК у атмосфері виробничих приміщень - 20 мг/м 3 .

Аміак у судово-медичному відношенні

Аміак може викликати отруєння у газоподібному стані або при прийомах внутрішньо у вигляді водних розчинів. Клінічна картина при отруєнні аміаком (per os) подібна до тієї, яка спостерігається при отруєнні їдкими речовинами, проте є особливості: характерний запах блювотних мас, нежить, сльозотеча, сильний кашель; спостерігається парез нижніх кінцівок. При судово-медичному дослідженні звертають увагу на яскраво-червоний колір слизової оболонки рота, глотки, стравоходу та шлунка, що іноді приймає більш темне забарвлення. У легенях спостерігається осередкова пневмонія, у нирках – явища гострого нефриту.

При розтині трупа відчувається запах аміаку, що зберігається протягом декількох днів. Для судово-хімічного якісного виявлення аміаку використовується здатність його парів забарвлювати в синій колір червоний лакмусовий папірець і папірець, змочений розчином сульфату міді. Для виключення аміаку, що утворюється при гниття біол. об'єктів, паралельно проводиться випробування з папірцем, просоченим розчином ацетату свинцю. При цьому виникає почорніння в присутності сірководню, супутнього аміаку при гниття. При посиненні двох перших папірців і потемнінні третьої встановлення наявності Аміаку, що надійшов в організм, хімічним методом вже неможливо.

Кількісне визначення Аміаку при дослідженні трупного матеріалу, як правило, не може бути зроблено.

Бібліографія

Закусов Ст В. Фармакологія, с. 186, М., 1966; Козлов Н. Би. Аміак, його обмін та роль у патології, М., 1971; Машковський М. Д. Лікарські засоби, ч. 1, с. 393, М., 1972; Ремі Г. Курс неорганічної хімії, пров. з нім., т. 1, с. 587, М., 1972; Goodman L. S. a. Gilman A. Pharmacological basis of therapeutics, N. Y., 1970.

Професійні шкідливості

Алпатов І. М. Вивчення токсичності газоподібного аміаку, Гіг. праці та проф. захворів., № 2, с. 14, 1964; Алпатов І. М. та Михайлов В. І. Дослідження токсичності газоподібного аміаку, там же, № 12, с. 51, 1963; Вольфовська Р. Н. та Давидова Г. Н. Клінічні спостереження над гострими отруєннями аміаком, Зб. наук. робіт Ленінгр. ін-та гіг. праці, с. 155, 1945; Шкідливі речовини у промисловості, під ред. Н. В. Лазарєва, ч. 2, с. 120, Л., 1971, бібліогр.; Михайлов В. І. та ін. Вплив малих концентрацій аміаку на деякі біохімічні та фізіологічні показники у людини, Гіг. праці та проф.заболів., № 10, с. 53, 1969, бібліогр.

Д. Л. Фердман; В. К. Лепахін (фарм.), Є. Н. Марченко (проф.), М. Д. Швайкова (суд.).

Водню, за нормальних умов - безбарвний газ з різким характерним запахом (запах нашатирного спирту)

• Галогени (хлор, йод) утворюють з аміаком небезпечні вибухові речовини - галогеніди азоту (хлористий азот, йодистий азот).

• З галогеноалканами аміак входить у реакцію нуклеофільного приєднання, утворюючи заміщений іон амонію (спосіб отримання амінів):

• З карбоновими кислотами, їх ангідридами, галогенангідридами, ефірами та іншими похідними дає аміди. З альдегідами та кетонами - основи Шиффа, які можна відновити до відповідних амінів (відновне амінування).

• При 1000 °C аміак реагує з вугіллям утворюючи синильну кислоту HCN і частково розкладаючись на азот і водень. Також він може реагувати з метаном, утворюючи ту ж саму синильну кислоту:

Історія назви

Аміак (у європейських мовах його назва звучить як «аммоніак») своєю назвою завдячує оазі Аммона в Північній Африці, розташованому на перехресті караванних шляхів. У спекотному кліматі сечовина (NH 2) 2 CO, що міститься у продуктах життєдіяльності тварин, розкладається особливо швидко. Одним із продуктів розкладання і є аміак. За іншими відомостями, аміак отримав свою назву від давньоєгипетського слова амоніан. Так називали людей, які поклоняються богу Амону. Вони під час своїх ритуальних обрядів нюхали нашатир NH4Cl, який при нагріванні випаровує аміак.

Рідкий аміак

Рідкий аміак, хоч і в незначній мірі, дисоціює на іони (автопротоліз), в чому виявляється його схожість з водою.

Константа самоіонізації рідкого аміаку при −50 °C становить приблизно 10 −33 (моль/л)².

Отримані в результаті реакції з аміаком аміди металів містять негативний іон NH 2 -, який також утворюється при самоіонізації аміаку. Таким чином, аміди металів є аналогами гідроксидів. Швидкість реакції зростає під час переходу від Li до Cs. Реакція значно прискорюється при навіть невеликих домішок H 2 O.

Металоаміачні розчини мають металеву електропровідність, в них відбувається розпад атомів металу на позитивні іони і сольватовані електрони, оточені молекулами NH 3 . Металоаміачні розчини, які містять вільні електрони, є найсильнішими відновниками.

Комплексоутворення

Завдяки своїм електронодонорним властивостям, молекули NH 3 можуть входити як ліганд у комплексні сполуки. Так, введення надлишку аміаку в розчини солей d-металів призводить до утворення їх амінокомплексів:

Комплексоутворення зазвичай супроводжується зміною забарвлення розчину. Так, у першій реакції блакитний колір (CuSO 4) переходить у темно-синій (забарвлення комплексу), а в другій реакції забарвлення змінюється із зеленої (Ni(NO 3) 2) у синьо-фіолетову. Найбільш міцні комплекси з NH 3 утворюють хром та кобальт у ступені окислення +3.

Біологічна роль

Аміак є кінцевим продуктом азотистого обміну в організмі людини та тварин. Він утворюється при метаболізмі білків, амінокислот та інших азотистих сполук. Він високо токсичний для організму, тому більшість аміаку в ході орнітинового циклу конвертується печінкою в більш нешкідливу і менш токсичну сполуку - карбамід (сечовину). Сечовина потім виводиться нирками, причому частина сечовини може бути конвертована печінкою або нирками у аміак.

Аміак може також використовуватися печінкою для зворотного процесу – ресинтезу амінокислот з аміаку та кетоаналогів амінокислот. Цей процес зветься «відновне амінування». Таким чином із щавлевооцтової кислоти виходить аспарагінова, з α-кетоглутарової - глутамінова і т.д.

Фізіологічна дія

За фізіологічною дією на організм відноситься до групи речовин задушливої ​​та нейротропної дії, здатних при інгаляційному ураженні викликати токсичний набряк легень та тяжке ураження нервової системи. Аміак має як місцеву, так і резорбтивну дію.

Пари аміаку сильно дратують слизові оболонки очей та органів дихання, а також шкірні покриви. Це людина сприймає як різкий запах. Пари аміаку викликають рясну сльозотечу, біль в очах, хімічний опік кон'юнктиви та рогівки, втрату зору, напади кашлю, почервоніння та свербіж шкіри. При дотику зрідженого аміаку та його розчинів зі шкірою виникає печіння, можливий хімічний опік з бульбашками, виразками. Крім того, скраплений аміак при випаровуванні поглинає тепло, і при зіткненні зі шкірою виникає обмороження різного ступеня. Запах аміаку відчувається при концентрації 37 мг/м³.

Застосування

Аміак належить до найважливіших продуктів хімічної промисловості, щорічне його світове виробництво досягає 150 млн тонн. В основному використовується для виробництва азотних добрив (нітрат та сульфат амонію, сечовина), вибухових речовин та полімерів, азотної кислоти, соди (за аміачним методом) та інших продуктів хімічної промисловості. Рідкий аміак використовують як розчинник.

Витратні норми на тонну аміаку

На виробництво однієї тонни аміаку в Росії витрачається в середньому 1200 нм природного газу, в Європі - 900 нм .

Білоруський «Гродно Азот» витрачає 1200 нм³ природного газу на тонну аміаку, після модернізації очікується зниження витрати до 876 нм³.

Українські виробники споживають від 750 нм до 1170 нм природного газу на тонну аміаку.

За технологією UHDE заявляється споживання 6,7-7,4 Гкал енергоресурсів на тонну аміаку.

Аміак у медицині

При укусах комах аміак застосовують зовнішньо як примочок. 10% водний розчин аміаку відомий як нашатирний спирт.

Можливі побічні дії: при тривалій експозиції (інгаляційне застосування) аміак може спричинити рефлекторну зупинку дихання.

Місцеве застосування протипоказане при дерматитах, екземах, інших захворюваннях шкіри, а також при відкритих травматичних пошкодженнях шкірних покривів.

При випадковому ураженні слизової оболонки ока промити водою (по 15 хв через кожні 10 хв) або 5% розчином борної кислоти. Олії та мазі не застосовують. При ураженні носа та глотки – 0,5 % розчин лимонної кислоти або натуральні соки. У разі прийому внутрішньо пити воду, фруктовий сік, молоко, краще – 0,5 % розчин лимонної кислоти або 1 % розчин оцтової кислоти до повної нейтралізації вмісту шлунка.

Взаємодія з іншими лікарськими засобами невідома.

Виробники аміаку

Виробники аміаку в Україні

Перед Росії припадає близько 9 % світового випуску аміаку. Росія – один із найбільших світових експортерів аміаку. На експорт поставляється близько 25% загального обсягу виробництва аміаку, що становить близько 16% світового експорту.

Виробники аміаку в Україні.

• Хмари Юпітера складаються з аміаку.

Див. також

Примітки

Посилання

• //
• // Енциклопедичний словник Брокгауза та Ефрона: У 86 томах (82 т. і 4 дод.). - СПб. , 1890-1907.
• // Енциклопедичний словник Брокгауза та Ефрона: У 86 томах (82 т. і 4 дод.). - СПб. , 1890-1907.
• // Енциклопедичний словник Брокгауза та Ефрона: У 86 томах (82 т. і 4 дод.). - СПб. , 1890-1907.

Література

• Ахметов Н. С.Загальна та неорганічна хімія. - М: Вища школа, 2001.

Аміак (NH 3) - один з найпоширеніших промислових хімікатів, використовується в промисловості та торгівлі.

Аміак, для чого він потрібен нашому організму? Виявляється, він постійно утворюється у всіх органах та тканинах і є незамінною речовиною у багатьох біологічних процесах, служить попередником для утворення амінокислот та синтезу нуклеотидів. У природі аміак утворюється при розкладанні азотовмісних органічних сполук.

Хімічні та фізичні властивості аміаку

• При кімнатній температурі аміак — дратівливий газ без кольору з гострим запахом, що задушує;
• у чистому вигляді відомий як безводний аміак;
• гігроскопічний (легко вбирає вологу);
• має лужні властивості, їдкий легко розчиняється у воді;
• легко стискається та утворює прозору рідину під тиском.

Де використовується аміак?

Близько 80% аміаку використовують для виготовлення промислових товарів.

Аміак використовується у сільському господарстві як добриво.

Є в холодильних установках для очищення водного складу.

Застосовується у виробництві пластику, вибухових речовин, текстилю, пестицидів, барвників та інших хімічних речовин.

Міститься у багатьох побутових та промислових миючих розчинах. Побутові засоби, що містять аміак, виготовляються з додаванням 5-10% аміаку, концентрація аміаку в промислових розчинах вище - 25%, що робить їх більш їдкими.

Як аміак впливає людський організм?

Більшість людей контактують з аміаком, вдихаючи його як газ або випаровування. Оскільки аміак існує у природі і є в миючих засобах, вони можуть бути його джерелами.

Широке використання аміаку в сільськогосподарських та промислових районах також означає, що підвищення його концентрації у повітрі може статися під час випадкових викидів чи навмисних терактів.

Безводний газоподібний аміак легший за повітря і тому високо піднімається, тому в цілому він розсіюється і не накопичується в низинах. Однак за наявності вогкості (підвищена відносна вологість) зріджений безводний аміак формує випаровування важче за повітря. Ці пари можуть розноситися над поверхнею землі чи над низинами.

Як діє аміак?

Аміак починає взаємодіяти відразу після контакту з вологою на поверхні шкіри, очей, рота, дихальних шляхів та частково слизових поверхонь і формує дуже їдкий гідроксид амонію . Гідроксид амонію викликає некроз тканинчерез порушення клітинних мембран, веде до руйнування клітин. Як тільки протеїн та клітини розпадаються, вода витягується в результаті запальної реакції, що призводить до подальшого пошкодження.

Які симптоми отруєння аміаком?

Дихання. Запах аміаку в носі дратівливий та їдкий. Контакт з аміаком високої концентрації в повітрі призводить до печіння в носі, горлі та дихальних шляхах. Це може призвести до бронхіолярного та альвеолярного набряку та ураження дихальних шляхів внаслідок дихальної недостатності. Вдихання низької концентрації може спричинити кашель, подразнення носа та горла. Запах аміаку досить рано попереджає про його присутність, але аміак також веде до послаблення нюху, що знижує можливість помітити його у повітрі при низькій концентрації.

Діти, що піддаються дії такої ж кількості аміаку, як і дорослі, отримують більшу дозу, оскільки поверхня їх легень щодо тіла набагато більша. До того ж вони можуть сильніше піддаватися впливу аміаку через низький ріст — вони знаходяться ближче до землі, де концентрація пари вища.

Контакт зі шкірою чи очима. Контакт з аміаком низької концентрації у повітрі чи рідинах може викликати швидке подразнення очей чи шкіри. Вищі концентрації аміаку можуть призвести до серйозних травм і опікам . Контакт із концентрованими аміачними рідинами, такими як промислові миючі засоби, може викликати корозійні ушкодження, включаючи опіки шкіри, ураження очей або сліпоту . Вищий ступінь ураження ока може бути видимим протягом тижня після контакту. Контакт зі зрідженим аміаком може також викликати відмороження .

Вживання з їжею. Отримання високої концентрації аміаку через ковтання розчину з аміаком може призвести до пошкоджень рота, горла та шлунка.

На процес виробництва оптимальної кількості хімічної речовини, а також досягнення максимальної якості впливає ряд факторів. Отримання аміаку залежить від показників тиску, температури, наявності каталізатора, використовуваних речовин та способу отримання отриманого матеріалу. Ці параметри необхідно правильно збалансувати задля досягнення найбільшого прибутку від виробничого процесу.

Властивості аміаку

При кімнатній температурі та нормальній вологості повітря аміак знаходиться в газоподібному стані і має дуже відштовхуючий запах. Він наділений отруйним і дратівливим слизові оболонки впливом на організм. Отримання та властивості аміаку залежать від участі у процесі води, так як ця речовина дуже розчинна в нормальних характеристиках навколишнього середовища.

Аміак є сполукою водню та азоту. Його хімічна формула - NH3.

Ця хімічна речовина є активним відновником, в результаті горіння якого виділяється вільний азот. Аміак виявляє характеристики основ та лугів.

Реакція речовини із водою

При розчиненні NH 3 у воді одержують аміачну воду. Максимально за нормальної температури можна розчинити в 1 об'ємі водного елемента 700 об'ємів аміаку. Відома ця речовина як нашатирний спирт і широко застосовується у галузі виробництва добрив, у технологічних установках.

Отриманий шляхом розчинення у воді NH 3 за своїми якостями частково іонізований.

Нашатирний спирт використовується в одному з методів одержання лабораторного цього елемента.

Одержання речовини у лабораторії

Перший метод отримання аміаку полягає в доведенні нашатирного спирту до кипіння, після чого отриману пару осушують і збирають необхідну хімічну сполуку. Отримання аміаку в лабораторії можливе також шляхом нагрівання гашеного вапна та твердого хлориду амонію.

Реакція одержання аміаку має такий вигляд:

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

Під час цієї реакції випадає осад білого кольору. Це сіль CaCl 2 , а також утворюється вода і аміак. Для осушення необхідної речовини його пропускають по суміші вапна в поєднанні з натром.

Отримання аміаку в лабораторії не забезпечує найоптимальнішу технологію виробництва в необхідних кількостях. Люди багато років шукали способи видобутку речовини у промислових масштабах.

Витоки налагодження технологій виробництва

Протягом 1775-1780 років було здійснено досліди щодо зв'язування вільних молекул азоту з атмосфери. Шведський хімік К. Шелле знайшов реакцію, яка мала вигляд

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

На її основі у 1895 році Н. Каро та А. Франк розробили метод зв'язування вільних молекул азоту:

CaC 2 + N 2 = CaCN 2 + C

Цей варіант вимагав великих витрат енергії та був економічно невигідним, тому згодом від нього відмовилися.

Ще одним досить витратним методом став відкритий англійськими хіміками Д. Прістлі та Г. Кавендішем процес взаємодії молекул азоту та кисню:

Зростання потреби в аміаку

У 1870 році ця хімічна речовина вважалася небажаним продуктом газової промисловості та була практично марною. Однак через 30 років це воно стало дуже затребуваним у коксохімічній галузі.

Спочатку зросла потреба в аміаку заповнювали шляхом його виділення з кам'яного вугілля. Але при зростанні споживання речовини у 10 разів з пошуку шляхів її видобутку велася практична робота. Одержання аміаку стали впроваджувати із застосуванням запасів атмосферного азоту.

Потреба речовин на основі азоту спостерігалася практично у всіх відомих галузях економіки.

Пошук шляхів задоволення промислового попиту

Довгий шлях пройшло людство до здійснення рівняння виробництва речовини:

N 2 + 3H 2 = 2NH 3

Отримання аміаку в промисловості вперше вдалося реалізувати в 1913 шляхом каталітичного синтезу з водню і азоту. Спосіб відкритий Ф. Габер в 1908 році.

Відкрита технологія вирішила давню проблему багатьох вчених різних країн. До цього моменту не вдавалося зв'язати азот у вигляді NH3. Цей хімічний процес отримав назву ціанамідної реакції. При підвищенні температури вапна та вуглецю виходила речовина CaC 2 (карбід кальцію). Шляхом нагрівання азоту і домагалися отримання ціанаміду кальцію CaCN 2 з якого виділення аміаку проходило шляхом гідролізу.

Впровадження технологій для одержання аміаку

Отримання NH 3 у глобальних масштабах промислового споживання почалося з придбання патенту технологій Ф. Габера представником Баденського содового заводу А. Мітташем. На початку 1911 року синтез аміаку на невеликій установці став регулярним. До. Бош створив великий контактний апарат, з розробок Ф. Габера. Це було оригінальне обладнання, що забезпечує процес вилучення аміаку шляхом синтезу у виробничому масштабі. К. Бош взяв на себе весь посібник з цього питання.

Економія енерговитрат передбачала участь у реакціях синтезу певних каталізаторів.

Група вчених, яка працює над пошуком відповідних складових, запропонувала наступне: залізний каталізатор, в який додавалися оксиди калію та алюмінію і який досі вважається одним із найкращих, які забезпечують одержання аміаку в промисловості.

9.09.1913 розпочав свою роботу перший у світі завод, який застосовує технологію каталітичного синтезу. Поступово нарощувалися виробничі потужності, і до кінця 1917 вироблялося 7 тис. т аміаку за місяць. У перший рік роботи заводу цей показник становив лише 300 т на місяць.

Згодом у всіх інших країнах також почали застосовувати технологію синтезу із застосуванням каталізаторів, яка за своєю суттю не дуже відрізнялася від техніки Габера – Боша. Застосування високого тиску та циркуляційних процесів відбувалося у будь-якому технологічному процесі.

Впровадження синтезу у Росії

У Росії її також застосовувався синтез із застосуванням каталізаторів, які забезпечують отримання аміаку. Реакція має такий вигляд:

У Росії її перший завод аміачного синтезу розпочав свою роботу у 1928 року у Чернореченске, а далі було побудовано виробництва у багатьох інших містах.

Практична робота з одержання аміаку постійно набирає обертів. У період із 1960 по 1970 рік синтез збільшився майже 7 раз.

У країні для успішного отримання, збирання та розпізнавання аміаку використовують змішані каталітичні речовини. Вивчення їх складу здійснює група вчених під проводом С. С. Лачинова. Саме ця група знайшла найефективніші матеріали для технології здійснення синтезу.

Також постійно проводять дослідження кінетики процесу. Наукові розробки у цій галузі вели М. І. Темкін, і навіть його співробітники. У 1938 році цей вчений разом зі своїм колегою В. М. Пижовим зробив важливе відкриття, удосконалюючи отримання аміаку. Рівняння кінетики синтезу, складене цими хіміками, застосовується відтепер у світі.

Сучасний процес синтезу

Процес отримання аміаку з допомогою каталізатора, застосовуваний сьогоднішньому виробництві, має оборотний характер. Тому дуже актуальним є питання оптимального рівня впливу показників досягнення максимального виходу продукції.

Процес протікає за високої температури: 400-500 ˚С. Для забезпечення необхідної швидкості проходження реакції застосовується каталізатор. Сучасне отримання NH 3 передбачає використання високого тиску – близько 100-300 атм.

Спільно із застосуванням циркуляційної системи можна отримати досить велику масу перетворених на аміак початкових матеріалів.

Сучасне виробництво

Система роботи будь-якого аміачного заводу досить складна і містить у собі кілька етапів. Технологія отримання шуканої речовини здійснюється у 6 етапів. У процесі проведення синтезу відбувається отримання, збирання та розпізнавання аміаку.

Початкова стадія полягає у вилученні сірки з газу за допомогою десульфуратора. Ця маніпуляція потрібна внаслідок того, що сірка є каталітичною отрутою та вбиває нікелевий каталізатор ще на стадії вилучення водню.

На другому етапі проходить конверсія метану, яка протікає із застосуванням високої температури та тиску при використанні нікелевого каталізатора.

На третій стадії відбувається часткове вигоряння водню в кисні повітря. В результаті виробляється суміш водяної пари, оксиду вуглецю, а також азоту.

На четвертому етапі відбувається реакція зсуву, яка проходить при різних каталізаторах та двох відмінних температурних режимах. Спочатку застосовується Fe 3 O 4 і процес протікає при температурі 400 ˚С. У другій стадії бере участь ефективніший за своїм впливом мідний каталізатор, що дозволяє здійснення виробництва за низьких температур.

Наступна п'ята стадія передбачає позбавлення від непотрібного оксиду вуглецю (VI) із суміші газу шляхом застосування технології поглинання розчином лугу.

На завершальному етапі оксид вуглецю (II) видаляється при використанні реакції конверсії водню метан через нікелевий каталізатор і велику температуру.

Отримана в результаті всіх маніпуляцій суміш газу містить 75% водню та 25% азоту. Її стискають під великим тиском, а потім остуджують.

Саме ці маніпуляції описує формула виділення аміаку:

N 2 + 3H 2 ↔ 2 NH 3 + 45,9 кДж

Хоча цей процес виглядає не дуже складним, проте всі перераховані вище дії з її здійснення говорять про складність отримання аміаку в промисловому масштабі.

На якість кінцевого продукту впливає відсутність у сировині домішок.

Пройшовши довгий шлях від невеликого лабораторного досвіду до масштабного виробництва, отримання аміаку сьогодні є затребуваною і незамінною галуззю хімічної промисловості. Цей процес постійно вдосконалюється, забезпечуючи якість, економічність та необхідну кількість продукту для кожного осередку народного господарства.