Amoniac

Amoniac
Structura moleculei de amoniac
Denumiri
Alte denumiri	Soluție de amoniac
Identificare
SMILES N
Număr CAS	7664-41-7
ChEMBL	CHEMBL1160819
PubChem CID	222
Informații generale
Formulă chimică	NH3
Aspect	gaz incolor
Masă molară	17 g/mol
Proprietăți
Densitate	0,7198 kg/m3
Starea de agregare	gaz
Punct de topire	-77,73
Punct de fierbere	-33,5
Solubilitate	541 g/l
Anion	Azot
Cation	Hidrogen
Duritate (Scara Mohs)	-
Presiune de vapori	8,5 atm
NFPA 704
1 3 0
Sunt folosite unitățile SI și condițiile de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.

Amoniacul este un compus chimic format dintr-un atom de azot și trei atomi de hidrogen. Denumirea provine de la clorura de amoniu, care a fost pentru prima dată descoperită în „Oaza lui Ammon” azi „Oaza Siwa”, Egipt. Starea de agregare a amoniacului fiind gazoasă, având proprietățile chimice unei baze, toxice cu miros înțepător, mai ușor ca aerul.

Amoniacul are un important rol, fiind precursor sau constituent al multor compuși organici, printre care se numără: aminele, amidele, aminoacizii (și de aici peptide, proteine) etc.

Proprietăți

Amoniacul este ușor solubil în apă la temperatura de 0 °C, se dizolvă 90,7 g amoniac în 100 ml de apă, soluție cu un miros înțepător și cu o reacție alcalină.

Amoniacul lichid dizolvă metale alcaline, alcalino-pământoase și aluminiu.

Amoniacul sub formă de gaz într-un amestec între 15,5 - 30 % cu aerul este exploziv. La contactul cu suprafețe cu o temperatură de peste 630 °C se descompune în apă și azot, reacție de descompunere care este catalizată prin prezența unui metal, care coboară temperatura de descompunere de la 630 °C la 300 °C.

Amoniacul gaz are acțiune caustică în contact cu suprafețele umede, fiind iritant al pielii, mucoaselor căilor respiratorii, digestive sau ochilor. O concentrație de amoniac de 0,5% în aerul inspirat produce în timp de 30-60 de minute moartea.

Structură

Molecula de amoniac are o structură piramidal-trigonală, având suprafețe tetraedrice, care au în colț un atom de azot cu o pereche liberă de electroni. Amoniacul are un caracter amfoter, formează baze prin acceptare de protoni dând naștere la ioni a sărurilor de amoniu, sau are proprietăți acide prin pierdere de protoni în prezența bazelor tari formând ioni de amide:

$\mathrm {NH_{3}+NH_{3}\ \rightleftharpoons \ NH_{4}^{+}+NH_{2}^{-}}$

Producere pe cale sintetică

Producerea pe scară industrială a amoniacului este realizată într-un procent de 90 % din azot și hidrogen (în raport de 1:3) după procedeul Haber-Bosch, procedeu descoperit de chimiștii germani Fritz Haber (1868–1934) și Carl Bosch (1874–1940).

Acest procedeu obține amoniacul dintr-un amestec gazos de hidrogen și azot, în prezența unui catalizator de oxid de fier Fe₃O₄, K₂O, CaO, Al₂O₃ și bioxid de siliciu SiO₂ supus la o presiune de 300 bari și o temperatură de 450 °C.

$\mathrm {N_{2}+3\ H_{2}\leftrightharpoons 2\ NH_{3}}$

În prezent, hidrogenul necesar pentru procesul Haber-Bosch este produs din combustibili fosili (în principal gaze naturale, dar și gazificarea cărbunelui în China), ceea ce duce cumulativ la aproximativ 450-500 de milioane de tone de emisii de CO2 în fiecare an.

Amoniacul regenerabil poate fi produs dacă hidrogenul este produs prin electroliza apei folosind electricitate regenerabilă (energie solară și eoliană). Datorită locației sale geografice, Africa are un potențial bun de a produce amoniac regenerabil și de a reduce dependența de importurile de îngrășăminte.

Utilizare

Amoniacul este unul din produsele principale ale industriei chimice. În prezent producția mondială de amoniac ajunge la cca. 125 milioane tone, pentru această producție fiind necesară 3% din energia mondială.

• Cea mai mare parte a cantității de amoniac produsă este folosită pentru îngrășămintele chimice pe bază de azot (aproximativ 88% la nivelul anului 2014). Aplicate pe sol, aceste îngrășăminte ajută la obținerea unor randamente sporite la culturile cerealiere, cum ar fi porumbul și grâul. În întreaga lume se aplică circa 110 milioane de tone anual de astfel de îngrășăminte.
• Amoniacul lichid este folosit în agregatele frigorifice, sau la distilare fracționată în cercetarea carbonului (Institutul Max Planck Germania).
• De asemenea este utilizat în industria textilă, sau la plasticizarea lemnului prin tratare cu o soluție cu amoniac.
• În metalurgie este folosit ca gaz de protecție în timpul tratării termice a metalului
• Folosit sub formă de soluție în curățătoriile chimice, ca și după acțiunile de dezinfectare, la neutralizarea clorului sau formaldehidei (formolului).
• La curățarea aerului de fumul produs de emisia motoarelor cu ardere internă
• Amoniacul este considerat un important purtător de energie în sistemele energetice în viitor.
• În medicină sau industria farmaceutică la preparare de medicamente, sau în producerea explozibililor
• O acțiune patogenă o are amoniacul în stomac produs cu ajutorul enzimei „urează” de bacteria Helicobacter pylori o cauză frecventă a ulcerului gastric.