Содержание
На процесс производства оптимального количества химического вещества, а также достижения максимального его качества влияет ряд факторов.
Получение аммиака зависит от показателей давления, температуры, наличия катализатора, используемых веществ и способа извлечения полученного материала.
Эти параметры необходимо правильно сбалансировать для достижения наибольшей прибыли от производственного процесса.
Свойства аммиака
При комнатной температуре и нормальной влажности воздуха аммиак находится в газообразном состоянии и имеет очень отталкивающий запах. Он наделен ядовитым и раздражающим слизистые оболочки воздействием на организм. Получение и свойства аммиака зависят от участия в процессе воды, так как это вещество очень растворимо в нормальных характеристиках окружающей среды.
Аммиак является соединением водорода и азота. Его химическая формула – NH3.
Это химическое вещество выступает активным восстановителем, в результате горения которого выделяется свободный азот. Аммиак проявляет характеристики оснований и щелочей.
Реакция вещества с водой
При растворении NH3 в воде получают аммиачную воду. Максимально при обычной температуре можно растворить в 1 объеме водного элемента 700 объемов аммиака. Известно это вещество как нашатырный спирт и широко применяется в отрасли производства удобрений, в технологических установках.
Полученный путем растворения в воде NH3 по своим качествам частично ионизирован.
Нашатырный спирт используется в одном из методов лабораторного получения этого элемента.
Получение вещества в лаборатории
Первый метод получения аммиака заключается в доведении нашатырного спирта до кипения, после чего полученный пар осушают и собирают требуемое химическое соединение. Получение аммиака в лаборатории возможно также путем нагревания гашеной извести и твердого хлорида аммония.
Реакция получения аммиака имеет такой вид:
2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
В ходе этой реакции выпадает осадок белого цвета. Это соль CaCl2, а еще образовывается вода и искомый аммиак. Для проведения осушения требуемого вещества его пропускают по смеси извести в сочетании с натром.
Получение аммиака в лаборатории не обеспечивает самую оптимальную технологию его производства в необходимых количествах. Люди много лет искали способы добычи вещества в промышленных масштабах.
Истоки налаживания технологий производства
На протяжении 1775-1780 годов были осуществлены опыты по связыванию свободных молекул азота из атмосферы. Шведский химик К. Шелле нашел реакцию, которая имела вид
Na2CO3 + 4C + N2 = 2NaCN + 3CO
На ее основе в 1895 году Н. Каро и А. Франк разработали метод связывания свободных молекул азота:
CaC2 + N2 = CaCN2 + C
Этот вариант требовал больших затрат энергии и был экономически невыгодным, поэтому со временем от него отказались.
Еще одним довольно затратным методом стал открытый английскими химиками Д. Пристли и Г. Кавендишем процесс взаимодействия молекул азота и кислорода:
N2 + O2 = 2NO
Рост потребности в аммиаке
В 1870 году это химическое вещество считалось нежелательным продуктом газовой промышленности и было практически бесполезным. Однако спустя 30 лет это оно стало очень востребованным в коксохимической отрасли.
Сначала возросшую потребность в аммиаке восполняли путем его выделения из каменного угля. Но при росте потребления вещества в 10 раз по поиску путей его добычи велась практическая работа. Получение аммиака стали внедрять с применением запасов атмосферного азота.
Потребность в веществах на основе азота наблюдалась практически во всех известных отраслях экономики.
Поиск путей удовлетворения промышленного спроса
Долгий путь прошло человечество к осуществлению уравнения производства вещества:
N2 + 3H2 = 2NH3
Получение аммиака в промышленности впервые удалось реализовать в 1913 году путем каталитического синтеза из водорода и азота. Способ открыт Ф. Габером в 1908 году.
Открытая технология разрешила давнюю проблему многих ученых разных стран. До этого момента не удавалось связать азот в виде NH3. Этот химический процесс получил название цианамидной реакции.
При повышении температуры извести и углерода получалось вещество CaC2 (карбид кальция).
Путем нагревания азота и добивались получения цианамида кальция CaCN2, из которого выделение аммиака проходило путем гидролиза.
Внедрение технологий для получения аммиака
Получение NH3 в глобальных масштабах промышленного потребления началось с покупки патента технологий Ф. Габера представителем Баденского содового завода А. Митташем. В начале 1911 года синтез аммиака на небольшой установке стал регулярным. К.
Бош создал большой контактный аппарат, исходя из разработок Ф. Габера. Это было оригинальное оборудование, обеспечивающее процесс извлечения аммиака путем синтеза в производственном масштабе. К. Бош взял на себя все руководство по данному вопросу.
- Экономия энергозатрат предполагала участие в реакциях синтеза определенных катализаторов.
- Группа ученых, работающая над поиском подходящих составляющих, предложила следующее: железный катализатор, в который добавлялись оксиды калия и алюминия и который поныне считается одним из наилучших, обеспечивающих получение аммиака в промышленности.
9.09.1913 начал свою работу первый в мире завод, применяющий технологию каталитического синтеза. Постепенно наращивались производственные мощности, и к концу 1917 года вырабатывалось 7 тыс. т аммиака за месяц. В первый год работы завода этот показатель составлял всего 300 т в месяц.
Впоследствии во всех других странах тоже стали применять технологию синтеза с применением катализаторов, которая по своей сути не очень отличалась от техники Габера – Боша. Применение высокого давления и циркуляционных процессов происходило в любом технологическом процессе.
Внедрение синтеза в России
Реакция имеет такой вид:
Практическая работа по получению аммиака постоянно набирает обороты. В период с 1960 по 1970 год синтез увеличился почти в 7 раз.
В стране для успешного получения, собирания и распознавания аммиака используют смешанные каталитические вещества. Изучение их состава осуществляет группа ученых под предводительством С. С. Лачинова. Именно эта группа нашла наиболее эффективные материалы для технологии осуществления синтеза.
Также постоянно ведутся исследования кинетики процесса. Научные разработки в этой области вели М. И. Темкин, а также его сотрудники. В 1938 году этот ученый вместе со своим коллегой В. М. Пыжевым сделал важное открытие, совершенствуя получение аммиака. Уравнение кинетики синтеза, составленное этими химиками, применяется отныне по всему миру.
Современный процесс синтеза
Процесс получения аммиака при помощи катализатора, применяемый в сегодняшнем производстве, имеет обратимый характер. Поэтому очень актуальным является вопрос оптимального уровня воздействия показателей на достижение максимального выхода продукции.
Процесс протекает при высокой температуре: 400-500 ˚С. Для обеспечения необходимой скорости прохождения реакции применяется катализатор. Современное получение NH3 предполагает использование высокого давления – около 100-300 атм.
Совместно с применением циркуляционной системы можно получить достаточно большую массу превращенных в аммиак первоначальных материалов.
Современное производство
Система работы любого аммиачного завода достаточно сложная и содержит в себе нескольких этапов. Технология получения искомого вещества осуществляется в 6 этапов. В процессе проведения синтеза происходит получение, собирание и распознавание аммиака.
Первоначальная стадия заключается в извлечении серы из природного газа при помощи десульфуратора. Эта манипуляция требуется вследствие того, что сера является каталитическим ядом и убивает никелевый катализатор еще на стадии извлечения водорода.
На втором этапе проходит конверсия метана, которая протекает с применением высокой температуры и давления при использовании никелевого катализатора.
На третьей стадии случается частичное выгорание водорода в кислороде воздуха. В результате производится смесь водяного пара, оксида углерода, а также азота.
На четвертом этапе происходит реакция сдвига, которая проходит при различных катализаторах и двух отличных температурных режимах. Первоначально применяется Fe3O4, и процесс протекает при температуре 400 ˚С. Во второй стадии участвует более эффективный по своему воздействию медный катализатор, что позволяет осуществление производства при низких температурах.
Следующая пятая стадия предполагает избавление от ненужного оксида углерода (VI) из смеси газа путем применения технологии поглощения раствором щелочи.
На завершающем этапе оксид углерода (II) удаляется при использовании реакции конверсии водорода в метан через никелевый катализатор и большую температуру.
Полученная в результате всех манипуляций смесь газа содержит 75 % водорода и 25 % азота. Ее сжимают под большим давлением, а затем остужают.
- Именно эти манипуляции описывает формула выделения аммиака:
- N2 + 3H2 ↔ 2 NH3↑ + 45,9 кДж
- Хоть этот процесс выглядит не очень сложным, однако все вышеперечисленные действия по ее осуществлению говорят о сложности получения аммиака в промышленном масштабе.
- На качество конечного продукта влияет отсутствие в сырье примесей.
Пройдя долгий путь от небольшого лабораторного опыта до масштабного производства, получение аммиака на сегодняшний день является востребованной и незаменимой отраслью химической промышленности. Этот процесс постоянно совершенствуется, обеспечивая качество, экономичность и необходимое количество продукта для каждой ячейки народного хозяйства.
Химические свойства аммиака | Дистанционные уроки
Резкий запах аммиака известен человеку с доисторических времен, так как этот газ образуется в значительных количествах при гниении, разложении и сухой перегонке содержащих азот органических соединений, например мочевины или белков.
Аммиак — NH3, нитрид водорода, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта).
Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это человек и воспринимает как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюнктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи
В больших количествах токсичен для человека.
Интересными химическими свойствами молекула аммиака обязана атому азота — p-элемент элемент 2-го периода V группы периодической системы имеет на внешнем энергетическом уровне 5 электронов.
На 3 ковалентных связи с водородом расходуются 3 электрона. 2 остаются. Эти 2 неспаренных электрона образуют неподеленную электронную пару.
Именно эта свободная неподеленная пара электронов определяет многие химические свойства аммиака.
- Образование иона аммония:
NH3 + H+ → NH4+ —
— у аммиака есть неподеленная электронная пара, а у иона водорода есть абсолютно свободная орбиталь;
- молекула аммиака полярна — отрицательный заряд двух электронов и положительный — от трех водородов, поэтому вещество хорошо растворимо в воде, более того, водный раствор аммиака — широко известный «нашатырный спирт» — жидкость с очень характерным запахом
Формулу такого раствора часто записывают вот в таком виде:
NH3 + H2O → NH3•H2O или NH4OH
NH4OH — гидроксид аммония. Т.к. азот притягивает к себе водород из воды, то по химическим свойствам аммиак — слабое основание, т.е. очень слабо диссоциирует на NH4+ (ион аммония) и OH— — гидроксид-ион.
- соответственно, водород «любит» все, что содержит водород, например, кислоты:
NH3 + HСl → NH4Cl — хлорид аммония
- к химическим свойствам аммиака относится и вытеснение металлов из водных растворов солей:
2NH3 + CuSO4 = (NH4)2SO4 + Cu
- к химическим свойствам аммиака относятся и реакции окисления:
2NH3 + 6KMnO4+ 6KOH → 6K2MnO4+N2 + 6H2O
(аммиак окисляется до азота)
В чистом кислороде он сгорает бледно-желтым пламенем:
- аммиак не восстанавливается, т.к. атом азота находится в низшей (№ группы-8) степени окисления;
Качественные реакции на аммиак:
- изменение окраски индикатора в водном растворе аммиака (щелочная среда):
- лакмус — становится синим,
фенолфталеин — малиновым, - метиловый-оранжевый — желтым;
- если к пробирке с раствором NH3 (NH3•H2O или NH4OH) поднести палочку, смоченную в концентрированной соляной кислоте HCl – будет выделяться видимый белый дым – образуется хлорид аммония (NH4Cl);
Свойства солей аммония:
- ионная кристаллическая решетка;
- в растворе диссоциируют:
NH4X → NH4+ + X—
- подвергаются гидролизу с образованием кислой среды:
гидролиз по катиону:
- свойства солей аммония соответствуют свойствам всех других солей — взаимодействие с основаниями, другими солями и кислотами. Главные условия протекания таких реакций до конца — образование газа, осадка или малодиссоциирующего вещества;
- важное химическое свойство солей аммония — разложение при нагревании:
Последняя реакция — разложение бихромата аммония часто используется в заданиях С3 ЕГЭ по химии (химический эксперимент), так что стоит ее выучить.
Химические свойства аммиака обусловлены строением молекулы, т.е. электронной конфигурацией атома азота. Т.к. в заданиях ГИА и ЕГЭ уделяется много внимания как самому аммиаку, так и его соединениям, то эту тему надо знать хорошо.
Обсуждение: “Химические свойства аммиака”
(Правила комментирования)
ПОИСК
Водный раствор с массовой долей аммиака 10% называют нашатырным спиртом. Какой объем газа потребуется при нормальных условиях для получения нашатырного спирта объемом 200 мл и плотностью 0,96 г/мл Ответ [c.38]
Рис. 27. Прибор для получения аммиака и нашатырного спирта
Водный раствор аммиака (массовая доля КН 10%) называется нашатырным спиртом. Рассчитайте объем газа, приведенный к нормальным условиям, который потребуется для получения нашатырного спирта объемом 500 мл (плотность 0,96 г/мл). [c.87]
Аммиак очень хорошо растворим в воде 1 объем воды растворяет прн комнатной температуре около 700 объемов аммиака. Концентрированный раствор содержит 25% (масс.) NHa и имеет плотность 0,91 г/см . Раствор аммиака в воде иногда называют нашатырным спиртом. Обычный медицинский нашатырный спирт содержит 10% NH3. С повышением температуры растворимость аммиака уменьшается, поэтому он выделяется при нагревании из концентрированного раствора, чем иногда пользуются в лабораториях дл з получения небольших количеств газообразного аммиака. [c.399]
Определяем объем аммиака, который необходим для получения нашатырного спирта [c.88]
Рис. 8—4. Получение аммиака нагреванием нашатырного спирта.
Аммиак КНз — бесцветный газ с резким характерным запахом, почти в два раза легче воздуха, легко сжижается (т. кип.— 33,4 °С). А. очень хорошо растворим в воде (при 20°С в 1 объеме Н2О растворяется 700 объемов N1 3). Раствор А. в воде называют аммиачной водой и.чи нашатырным спиртом. С кислотами А. дает соответствующие соли аммония. При действии А. на соли некоторых металлов образуются комплексные соединения — аммиакаты. Щелочные и щелочноземельные элементы реагируют с А., образуя в зависимости от условий нитриды пли амиды металлов. На каталитическом окислении А. (до оксидов азота) основан один из методов производства азотной кислоты. В природе А. образуется при разложении (гниении) азотсодержащих органических веществ. Основной промышленный метод получения А.— синтез его в присутствии катализаторов при высокой температуре п высоком давлении из азота воздуха и водорода. А. используют для получения азотной кислоты и ее солей, солей аммония, мочевины, синильной кислоты, соды по аммиачному способу, аммиачных удобрений и др. А. применяют в органическом синтезе, как хладоагент, для азотирования стали, в медицине (нашатырный спирт). [c.16]
Полученный раствор обладает слабощелочными свойствами. Водный раствор аммиака называют нередко нашатырным спиртом . При нейтрализации его кислотами образуются соли, называемые солями аммония. [c.252]
Бесцветный газ, при комнатной температуре под избыточным давлением сжи> жается жидкий аммиак — бесцветный, твердый аммиак — белый. Хорошо растворяется в воде, образует гидрат КН Н]0. раствор имеет слабощелочную среду.
Разбавленные растворы аммиака (3—10 /о-й КНэ) называют нашатырным спиртом, концентрированные растворы (18.5—25%-й КНз) —аммиачной водой. Весьма реакционноспособен, склонен к реакциям присоединения. Сгорает в кислороде, реагируете кислотами, металлами, галогенами, оксидами и галогенидами.
Качественная реакция — почернение бумажки, смоченной раствором HgJ(NOJ)I (образование ртути). Осушают аммиак оксидом кальция.
Жидкий аммиак — осибвный протонный растворитель хорошо растворяет серу, галогениды (кроме фторидов) и нитраты щелочных металлов, галогениды аммония, перманганат калия плохорастворяет неорганические фториды, сульфаты, карбонаты. Получение см. 31. 272. 275 283 [c.138]
Нашатырный спирт (ЫН40Н + Н20). Бесцветная прозрачная жидкость сильно аммиачного запаха, едкого щелочного вкуса и щелочной реакции. Плотность одинарного спирта — 0,960 при содержании около 107о аммиачного газа (ЫНз).
В продаже обычно встречаются двойной нашатырный спирт плотностью 0,910, содержащий около 25% ЫНз, и тройной нашатырный спирт плотностью 0,882 с 35%), ЫНз.
Для получения одинарного нашатырного спирта двойной спирт разбавляют равным количеством воды или тронной — двойным количеством ее. [c.65]
Схема одного из типов заводской установки для синтеза аммиака показана на рис. 1Х-2. Процесс ведут при температурах 400— СОО °С (на катализаторе) и давлениях 10—60 МПа. Равновесие устанавливается при этом достаточно быстро. После выделения аммиака из газовой смеси последнюю вновь вводят в цикл.
В настоящее время синтез аммиака является основным промышленным методом получения связанного азота с ежегодной мировой выработкой, исчисляемой десятками миллионов тонн. Молекула ЫНз имеет форму треугольной пирамиды (рис. 1Х-3).
Так как электроны связей И — N довольно сильно смещены от водорода к азоту (рны = 0,28), молекула аммиака в целом ха рактеризуется значительной полярностью (длина диполя 31 пм). Аммиак представляет собой бесцветный газ (т. пл. —78 °С, т. кнп. —33 °С) с характерным резким запахом нашатырного спирта .
Растворимость его в воде больше, чем всех других газов один объем воды поглощает ири О С около 1200, а прн 20″С — около 700 объемов К Нз. Продажный концентрированный раствор имеет обычно плотность 0,91 г/см и содержит 25%, (масс.) N1 3 (т. е. близок к составу ЫНз-ЗНгО). [c.251]
К 80 мл раствора серебра (20 мл отливают) по каплям приливают водный раствор аммиака (нашатырного спирта), пока не растворится образовавшийся осадок и останется легкая опалесценция.
Если аммиака будет добавлено слишком много, то из отлитых в другой сосуд 20 мл раствора серебра надо по каплям приливать раствор до получения нужной опалесценции. Для окраски препарата раствор серебра разводят дистиллированной водой в соотношении 1 100.
Техника окраски следующая на одну минуту на препарат наливают первый реактив, сливают, промывают водой, наливают второй реактив, подогревают на слабом пламени до появления паров (1 мин), тщательно промывают водой, 1—2 мин пр И подогревании обрабатывают препарат третьим реактивом до появления темно-коричневой окраски мазка, тщательно промывают водой, высушивают и микроскопируют с иммерсией. [c.49]
Опыт 3. а) Получение аммиака нагреванием нашатырного спирта. В колбе нагревают нашатырный спирт, который при этом разлагается- на аммиак и воду.
В пробку колбы вставляют довольно длинную трубку, которая служит не только для выхода аммиака, но и для конденсации образующихся водяных паров.
Аммиак собирают в опрокинутый вверх дном цилиндр или колбу (плотность по воздуху 29)- [c.146]
Джозеф Пристли сделал еще много важных открытий, и почти во всех его работах использовалась ртуть. Это она помогла Пристли открыть газообразный хлористый водород. Взаимодействие поваренной соли с серной кислотой и до Пристли наблюдали многие химики. Но все они пытались собрать образующийся газ над водой, и получалась соляная кислота. Пристли заменил воду ртутью…
Таким же образом он получил чистый газообразный аммиак из нашатырного спирта. Затем оказалось, что два открытых им газа — NH3 и НС1 — способны вступать в реакцию между собой и превращаться в белые мелкие кристаллы. Так впервые в лабораторных условиях был получен хлористый аммоний. Сернистый газ тоже был открыт Пристли и тоже был собран над ртутью. [c.
213]
Раньше в качестве азотного питания для дрожжей, особенно в винодельческой промышленности, использовался нашатырный спирт, представляющий собой 10%-ный водный раствор аммиака (ННз).
Попутно заметим, что нашатырный спирт применяют как рвотное средство (внутрь, на полстакана воды 5 капель) при острых отравлениях алкоголем. Сульфат аммония, карбамид, диаммонийфосфат используют в виде водных растворов.
С целью получения этих растворов препарат засыпают в чан из кислото- [c.29]
Испытайте находящуюся в пробирке жидкость красной лакмусовой бумагой или фенолфталеином. Полученный раствор аммиака в воде называется нашатырным спиртом. Нашатырный спирт обладает свойством щелочи и называется гидратом окиси аммония. [c.247]
На этой реакции основан один из способов получения аммиака, заключающийся в кипячении нашатырного спирта. [c.193]
Практические применения аммиака очень разнообразны. Употребление аммиака как раздражающего средства, в виде так называемого нюхательного, или нашатырного спирта, при обмороках и различных припадках — известно каждому. Для этой цели употребляют также углеаммиачную, легколетучую соль или смесь аммиачной соли со щелочью.
При втирании в кожу аммиак также производит известное раздражающее действие, отчего и употребляется иногда, как наружное средство. Так, известная всем летучая мазь приготовляется из какого-либо жидкого масла, взболтанного с раствором аммиака. При атом часть масла дает мылообразное вещество.
Растворимость жирных веществ в аммиаке, происходящая от образования как эмульсии, так и мыла, объясняет употребление его для вывода жирных пятен. Употребляют его также, как наружное средство, при укушении насекомых и ядовитых змей и вообще в медицине. Замечательно также, что опьянение проходит очень скоро при приеме внутрь воды с несколькими каплями аммиака.
Много аммиака идет в красильном деле для растворения некоторых красок, напр., кармина, для изменения оттенка других, для уничтожения действия кислот. Его употребляют также для приготовления искусственного жемчуга. Для этого разводят в аммиаке чешуйки особой мелкой рыбы и вдувают полученный раствор в небольшие стеклянные шарики, подобные жемчужинам, внутри пустые.
В природе и искусствах, однако, чаще всего употребляется не свободный аммиак, а его соли. В виде них доставляется растениям часть того азота, который необходим для образования в них белковых веществ. По этой причине употребляют ныне много серноаммиачной соли как удобрительного вещества. Ту же роль могут выполнить селитра и остатки животных, дающие аммиак при своем Гниении.
При окислении эти же, аммиак дающие, вещества образуют селитру почвы. По этой причине, если весной вводятся в почву аммиачные (водородистые) соединения, летом они превращаются в азотнокислые (кислородистые) соли. [c.505]
Флуоресцин является лучшей краской. Приобрести его можно в химических магазинах. Непосредственно в воде не растворяется для получения его раствора в воду добавляют несколько капель едкой щелочи ( 3) или нашатырного спирта. Приготовив 0,5—1 л крепкого раствора, хранят его в бутылке с резиновой пробкой. Для подкрашивания воды в колбе нли аквариуме [c.429]
Полученный газ был прозрачен, как воздух, и доступными Пристли средствами охлаждения его не удалось обратить в жидкость. Но при введении сквозь ртуть в пространство, заполненное новым газом, даже малых количеств воды газ нацело поглощался ею и вновь получался нашатырный спирт. [c.422]
Опыт № I. Адсорбция газов В пробирку с водой прилейте 2—3 капли нашатырного спирта и взболтайте раствор. Исследуйте запах полученного раствора, затем прилейте к раствору 1 — [c.278]
Полученный нашатырный спирт перелейте в изме- ггельный цилиндр, измерьте объем раствора. [c.220]
Для получения мягкого, легче обрабатываемого галалита в замесы казеина в качестве смягчающего вещества прибавляют ализариновое Масло в виде раствора его аммиачной соли, нейтральной по фенолфталеину.
Патентная литература рекомендует для галалита ряд различных пластикаторов глицерин, ос- и р-нафтолы, бензойную кислоту, фенол, анилиновое масло, ацетанилид, сульфированное касторовое масло, уксусную кислоту, нашатырный спирт, а также некоторые другие химические соединения.
Мы в нашей практике пользовались керосином, толуолО И и некоторыми альдегидами. [c.139]
Соляная кислота (асс1с1ит Ыс1гос1ог1сит). Соляная кислота нужна прежде всего для приготовления хлористого цинка, применяемого при пайке металлов (гл. 5, 2), Кроме того, ее используют для травления, т. е. очистки поверхности меди и латуни от окислов и загрязнения (гл. 17, 4). Наконец, кислота нужна для получения углекислого газа в аппаратах Киппа (гл.
18, 1). Во всех этих случаях возможно применение технической (неочищенной) соляной кислоты. Однако более желательно пользоваться для этих целей очищенной кислотой, тем более, что она стоит лишь немного дороже технической. Соляная кислота нейтрализуется раствором аммиака (нашатырным спиртом) или соды (в крайнем случае — порошком мела). [c.
412]
Поэтому для приготовления альбумината таннина нужно вести еще следующую очистку -осадок протальбиновой кислоты разбалтывают с трехкратным количеством теплой воды и прибавляют столько нашатырного спирта уд. в.
0,910, скол1 ко нужно для получения прозрачного раствора. Его фильтруют, разлагают образовавшийся протальбиновокислый аммоний прибавлением азотной кислоты уд. в. 1,13 и промывают выпавшую массу, как указано Bbmie.
Таким образом получают желтоватую, [c.299]
Избыток брома вновь удаляют прибавлением нашатырного спирта Полученный раствор спускают, выпаривают в фарфоро / вых чашах на водяной бане до образования солевой корочки и фильтруют через мешок в кристаллизаторы Кристаллы соби рают в горшки для стекания маточника, смывают небольшим количеством воды и фугуют Высушивают в сушильном шкафу при 60°, пропускают дчя измельчения куоков кристаллов через крупное сито и еще подсушивают [c.13]
Аммиак содержится обычно в искусственных газах, полученных из твердого топлива путем сухой перегонки. Он бесцветен и имеет запах нашатырного спирта.
Наличие 0,1—0,5 мг/л аммиака в воздухе вызывает раздражение в горле, глазах, а 0,5—0,7 мг/л может пр+зести к смертельному отравлению. Аммиак разъедает бронзовые части арматуры газопроводов. [c.23]
Производство безупречного преципитата зависит в первую очередь от чистоты сулемы, которая не должна содержать и каломели, ни металла Как уже неоднократно указывалось, рас твор сулемы, какой требуется фармакопеей для получения бе лого преципитата, обрабатывают 10%-ным раствором гипохлорита натрия по М л на каждые 100 л и делают предварительное осаждение, приливая % jl нашатырного спирта уд в 0,910 Отфильтровывают от образовавшегося неболь(шого осадка Этот осадок обрабатывают потом вместе с разными другими отходами производства ртутных солей (см ниже) После отделения осадка от предваритеиьного осаждения делают главное осаждение, как указано в фармакопее Защита от света при сушке белого преципитата безусловно необходима, температура сушки также не должна превышать 35 [c.61]
Один из наиболее интересных с практической точки зрения белковых пенопластов, известный под названием виа-миз , получают из смеси желатины и казеина . Растворы этих белков готовят порознь. Навеску желатины заливают водой и оставляют набухать в течение 3—4 час.
После этого набухшую массу переводят в раствор при температуре 50— 55°. Казеин растворяют в водном растворе аммиака, причем на 100 г казеина следует брать 15 мл 25%-ного нашатырного спирта для растаооения казеина набухшую массу также нагревают до 50—60°.
Полученные растворы смешивают с таким расчетом, чтобы водный раствор содержал 6—8% белковых веществ. [c.105]
Применение пигментов в крашении. Пигменты в крашении применяют реже, чем в печати. Наиболее распространен плюсовочный способ крашения, при котором ткань плюсуют суспензией пигмента, сушат и фиксируют путем термической обработки.
В состав красильного раствора входит суспензия пигмента, эмульсия латекса СКС-65ГП с нашатырным спиртом, альгинат натрия и метазин с сульфатом аммония. После плюсования при 25—30 °С и равномерного отжима ткани до 70— 80% ткань сушат при 70—80 °С и фиксируют в термическом зрельнике при 130—140°С в течение 3—5 мин.
Этот способ представляет интерес для получения окрасок светлых и средних оттенков в связи с простотой технологии, высокой светостойкостью окрасок и хорошей устойчивостью их к мокрым обработкам. Крашение -можно совмещать со специальными пропитками с целью придания тканям водоотталкивающих и других улучшенных потребительских свойств.
Недостаток пигментов — невысокая устойчивость к сухому трению (3—4 балла) и к мокрому вытиранию (3 балла). [c.79]
Аммиак содержится обычно в искусственных газах, полученных из твердого топлива путем сухой перегонки. Он бесцветен и имеет запах нашатырного спирта.
Наличие 0,1—0,5 аммиака в воздухе вызывает раздражение в горле, глазах, а 0,5—0,7 мг1л может привести к смертельному отравлению. Концентрация аммиака в промышленных помещениях допускается не более 0,02 мг/л. Аммиак разъедает бронзовые части арматуры газопроводов.
его в газообразном топливе, поступающем в городскую газовую сеть, не должно превышать 2 г на 100 л . [c.28]
Аммиак
Польза, которую попаданец получает от аммиака очень и очень значительна.
Теперь надо бы разобраться, как попаданцу его получить.
Да и вообще — возможно ли это, что для этого нужно и к какому году можно построить промышленное производство аммиака…
Во-первых — аммиак ядовит. Отравиться им очень просто, тем более, что он действует на нервную систему. Но в первую очередь достается легким. Единственный плюс — запах аммиака легко определяется, это «запах нашатырного спирта». Запах очень резкий и улавливается носом в слабых концентрациях.
Сам аммиак фактически не применяется. То есть сейчас есть применения (например, холодильный агент в холодильниках), но попаданцу он вряд ли понадобится. Ну разве что давать понюхать ватку при потере сознания, а то были эпохи, когда в обморок падать было модно.
Поэтому всякие методы получения аммиака из селитры можно забыть — аммиак и нужен исключительно для того, чтобы сделать селитру.
То есть — задача у попаданца получить аммиак из простых элементов, его составляющих.
Аммиак — это NH3, то есть получать его следует из азота и водорода.
А это — это и есть пресловутый «процесс Габера», за который Фриц Габер получил нобелевскую премию в 1918 году. Вообще интересно, что Габер был подданным Германии, разрабатывал в Первую Мировую отравляющие газы и… был евреем по национальности. При этом он успел дожить до момента, когда в его родном институте фашисты устроили чистку евреев, причем доверили это самому Габеру. Габер отказался.
При этом производство синтетического аммиака было придумано вынуждено — потому, что во время Первой Мировой союзники закрыли Германии доступ к чилийской селитре, которая была нужна как для удобрения, так и для взрывчатых веществ (все-таки мировая война).
Но, как только процесс Габера был открыт, то им стали пользоваться везде в мире. Он оказался дешевле ископаемой селитры, хотя на производство энергоемкое (сейчас 3-5% природного газа в мире тратится именно на процесс Габера).
Как результат — в 1925 году в Чили добывали 2.
5 миллиона тонн селитры по $45 за тонну, а в 1934 году — только 0.8 млн тонн по $19 за тонну.
Добыча вынуждена была снижать цены, чтобы конкурировать с синтетическим аммиаком, но все равно — для взрывчатых веществ чилийская селитра куда хуже той, что получается из синтетического аммиака, синтетическая примитивно чище.
Итак, сам процесс Габера выглядит так: N2+3H2 ↔ 2NH3
Тут вся засада в этой стрелочки между частями формулы — она двунаправленная.
То есть аммиак может чудесно превратиться в водород и азот, и для нас главное — создать условия, чтобы действовала стрелочка вправо, а никак не назад.
А условия эти — просто песня!
Для процесса нужна температура порядка 500oC и давление порядка 300 атмосфер.
Напоминаю — в 1803 году был сделан паровоз с давлением в котле 3.5 атмосферы и это было безумно много — просто потому, что из материалов того времени котлы высокого давления не получались. А те, что получались — грозили взрывом уже на 3 атмосферах.
Вот как выглядела одна из первых колонн синтеза аммиака, которая работала в Германии в первую мировую:
Вообще, температура и давления всегда были проблемны для человеческих технологий.
И проблемны до сих пор — мы никак не можем создать такие давления и температуры, чтобы зажечь термоядерный реактор.
А если вы в Древнем Риме или в средневековье и хотите массовое производство селитры…
Ну, возможно, что построить флот кораблей и завоевать Чили выйдет дешевле, чем мастырить колонну синтеза аммиака…
Но что прискорбно — ведь одной колонной не обойтись.
Во-первых, кроме нее нужно иметь катализатор. Самый простой — железный, легированный калием. Ну, желательно еще присутствие щелочных металлов.
Но вот только кусок железа не подойдет, тут нужны монокристаллы железа. Их получают, восстанавливая окислы железа в азотно-водородной смеси.
А оксид железа тут не простая ржавчина, она должна быть очень высокой чистоты и ее делают искусственно, сжигая железо ацетиленом. Можете представить цены на такие катализаторы.
Но тут возникает очередное «НО». Такой катализатор очень легко отравляется. А отравляется он примитивными вещами — парами воды, кислородом, угарным газом или сернистыми соединениями. При этом достаточно иметь концентрацию отравляющих веществ порядка десятитысячных долей процента — как катализатор перестает работать.
Представляете, какая чистота должна быть у исходных газов и каким образом ее добиваться в древности?
Хорошо, что большинство катализаторов для аммиака достаточно просто восстанавливается — окислением и восстановлением. Это если он отравился кислородом или водяным паром.
А если отравился сернистыми соединениями или оксидом углерода — можно его выбрасывать.
Вопросы хранения и транспортировки аммиака на этом фоне рассматривать уже не имеет смысла.
Процесс Габера — наверное, самый массовый процесс в химической промышленности в текущее время. Но он совсем так не прост.
И я очень сомневаюсь, что он мог бы опередить время хотя бы лет на 50. Синтетический аммиак появился ровно тогда, когда он мог появиться, когда технологии позволили ему появиться. Разница во времени — ну может всего пару лет, увы.
Ну что, будем строить колонну или флот?
Производство аммиака: Оборудование + Технология изготовления 2019
Аммиак (нитрид водорода, формула NH3) при нормальных условиях — это бесцветный газ с резким характерным запахом. Он относится к числу важнейших продуктов химической промышленности. Его ежегодное мировое производство достигает 150 млн. тонн. В основном он используется для изготовлении азотных удобрений (нитрат и сульфат аммония, мочевина), взрывчатых веществ и полимеров, азотной кислоты, соды (по аммиачному методу) и других продуктов химической промышленности. Жидкий аммиак используют в качестве растворителя.
В холодильной технике используется в качестве холодильного агента (R717).
В медицине 10% раствор аммиака, чаще называемый нашатырным спиртом, используется при обморочных состояниях (для возбуждения дыхания), для стимуляции рвоты, а также наружно — при невралгии, миозитах, укусах насекомых, для обработки рук хирурга. При неправильном использовании может вызвать ожоги пищевода и желудка (в случае приёма неразведённого раствора), рефлекторную остановку дыхания (при вдыхании в высокой концентрации).
Технология производства аммиака + видео как получают
В рамках этого направления сегодня многие компании стали заниматься разработкой и проектированием следующих технологий:
- Перевод избыточного количества аммиака на изготовление метанола.
- Разработка производства на основе современных технологий для подмены активных агрегатов.
- Создание интегрированного производства и модернизация.
На производство одной тонны аммиака в России расходуется в среднем 1200 нм³ природного газа, в Европе — 900 нм³. Белорусский «Гродно Азот» расходует 1200 нм³, после модернизации ожидается снижение расхода до 876 нм³. Украинские производители потребляют от 750 нм³ до 1170 нм³. По технологии UHDE заявляется потребление 6,7 — 7,4 Гкал энергоресурсов на тонну.
Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота:
N2 + 3H2 ⇄ 2NH3+ + 91,84 кДж
Это так называемый процесс Габера (немецкий физик, разработал физико-химические основы метода). Реакция происходит с выделением тепла и понижением объёма.
Следовательно, исходя из принципа Ле-Шателье, реакцию следует проводить при возможно низких температурах и при высоких давлениях — тогда равновесие будет смещено вправо.
Однако скорость реакции при низких температурах ничтожно мала, а при высоких увеличивается скорость обратной реакции. Проведение реакции при очень высоких давлениях требует создания специального, выдерживающего высокое давление оборудования, а значит, и больших капиталовложений.
Кроме того, равновесие реакции даже при 700°C устанавливается слишком медленно для практического её использования. Выход аммиака (в объёмных процентах) в процессе Габера при различных температурах и давлении имеет следующие значения:
100 ат 300 ат 1000 ат 1500 ат 2000 ат 3500 ат
400 °C
25,12
47,00
79,82
88,54
93,07
97,73
450 °C
16,43
35,82
69,69
84,07
89,83
97,18
500 °C
10,61
26,44
57,47
Нет данных
550 °C
6,82
19,13
41,16
Применение катализатора (пористое железо с примесями Al2O3 и K2O) позволило ускорить достижение равновесного состояния. Интересно, что при поиске катализатора на эту роль пробовали более 20 тысяч различных веществ.
Учитывая все вышеприведённые факторы, процесс получения проводят при следующих условиях:
- температура 500 °C;
- давление 350 атмосфер;
- катализатор.
Выход аммиака при таких условиях составляет около 30%.
В промышленных условиях использован принцип циркуляции — аммиак удаляют охлаждением, а непрореагировавшие азот и водород возвращают в колонну синтеза.
Это оказывается более экономичным, чем достижение более высокого выхода реакции за счёт повышения давления. Для его получения в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония:
- NH4Cl + NaOH → NH3↑ + NaCl + H2O
- Обычно лабораторным способом аммиак получают слабым нагреванием смеси хлорида аммония с гашеной известью.
- 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
Для осушения аммиака его пропускают через смесь извести с едким натром. Очень сухой можно получить, растворяя в нём металлический натрий и впоследствии перегоняя.
Это лучше делать в системе, изготовленной из металла под вакуумом. Система должна выдерживать высокое давление (при комнатной температуре давление насыщенных паров около 10 атмосфер).
На промышленном производстве обычно для сушки используют абсорбционные колонны.
Видео как делают:
Производство аммиака не должно обходить стороной технический прогресс. В основном это касается энергосбережения. В ходе разработки современных технологий большое значение отводится программному обеспечению, необходимому для моделирования химических и технологических процессов.
Аммиак водный
Существует несколько водородных соединений азота. Наиболее известным и важным является аммиак – NH3. Это бинарное соединение азота с водородом, при нормальных условиях представляющее собой бесцветный газ со специфическим запахом.
Растворяется в воде и спиртах. 18-20%-ный раствор NH3 в воде называют аммиачной водой или водным аммиаком. Это бесцветная или желтоватая прозрачная жидкость с характерным резким запахом, без каких-либо механических примесей.
Известен также другой раствор NH3, с содержанием основного вещества 10 %, именуемый нашатырным спиртом. Очень часто его отождествляют с аммиачной водой, но на самом деле это разные субстанции, отличающиеся концентрацией аммиака и сферой применения.
Получать водный аммиак возможно благодаря тому, что молекула этого газа является высокополярной. Это обусловливает его отличную растворимость в воде (1 объем воды растворяет 700-1200 объемов аммиака), а также сравнительную простоту перехода в твердое и жидкое состояния. Но главным образом получение раствора этого вещества осуществляется только в промышленных условиях.
Получение аммиачной воды и нашатырного спирта
Водный аммиак получают при взаимодействии сырого коксового газа с водой, конденсирующейся из-за охлаждения газа или специально добавляющейся в него для вымывания NH3. В обоих вариантах получается слабая (скрубберная) аммиачная вода.
Ее дистиллируют с водяным паром и последующими конденсацией и дефлегмацией, в результате чего получается концентрированная аммиачная вода с содержанием NH3 18-20 %.
Ее применяют для производства азотных удобрений, полимеров, кальцинированной соды, взрывчатых веществ, в качестве хладагента, растворителя, противоморозной добавки, в животноводстве и др.
Из водного аммиака можно получить нашатырный спирт, широко известный в качестве антисептика и возбуждающего средства при обмороках. Для этого доводят концентрацию основного вещества до 10 % путем разбавления водой. Но существует и более короткий и простой метод, применяемый, к примеру, мастерами-холодильщиками.
Они пропускают первый этап и получают нашатырный спирт прямо из аммиака. Для этого шланг с газом помещают в ведро с водой и ждут определенного сигнала – так называемых щелчков, означающих, что реакция завершилась и газ можно перекрывать. Полученный таким образом нашатырный спирт не подходит для использования в химической промышленности и медицине, но может применяться в качестве хладагента.
Существует еще одна разновидность растворов NH3 – аммиак водный ЧДА (чистый для анализа). Он не содержит никаких посторонних примесей и производится с максимально четким соблюдением технологии. Вещество используется в качестве реактива в аналитической химии и медицине. Оно позволяет синтезировать химически чистые вещества в химической отрасли.
Безопасность и хранение
Реагент является трудногорючим, токсичным веществом. По степени воздействия на организм человека относится к 4-му классу опасности. При работе с ним следует использовать защитные перчатки, очки, маску и прорезиненную спецодежду. Работу выполнять только в хорошо вентилируемых помещениях.
В случае попадания реактива на кожные покровы и слизистые оболочки следует промыть пораженные области большим количеством воды и обратиться к врачу.
Хранить реагент нужно в закрытой упаковке в сухих складских помещениях. Срок годности – 1 год с даты изготовления.
Где приобрести?
Компания «АКВАХИМ» реализуем высококачественную химпродукцию от ведущих производителей России и зарубежья. Заказать у нас просто: нажмите на соответствующую кнопку возле фотографии товара и введите ваше имя, номер телефона и e-mail. Мы свяжемся с вами в рабочее время для обсуждения деталей.
Аммиака раствор
10% водный раствор аммиака. Концентрация активного вещества в литре раствора — 440 мл.
В качестве вспомогательного компонента в состав препарата входит вода очищенная (в объеме до 1 л).
Форма выпуска
Раствор для ингаляций и наружного применения 10%. Выпускается в флаконах-капельницах 10 мл, флаконах 40 и 100 мл.
Представляет собой прозрачную, летучую жидкость, без цвета и с резким запахом.
Фармакологическое действие
Раздражающее, антисептическое, аналептическое, рвотное.
Фармакодинамика и фармакокинетика
Средство оказывает раздражающее действие на экстерорецепторы кожи и провоцирует местное высвобождение простагландинов, кининов и гистамина. В спинном мозге выполняет функцию либератора энкефалинов и эндорфинов, которые блокируют поток болевых импульсов из патологических очагов.
При попадании в верхние дыхательные пути вступает во взаимодействие с окончаниями тройничного нерва и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Концентрированный раствор вызывает колликвацию (размягчение и растворение) белков микробной клетки.
При любом способе введения быстро элиминируется из организма (преимущественно бронхиальными железами и легкими). Рефлекторно влияет на тонус сосудистых стенок и деятельность сердца.
- На месте аппликации при наружном применении расширяет сосуды, улучшает регенерацию тканей и их трофику, а также стимулирует отток метаболитов.
- При раздражении кожи аналогичные рефлексы вызывает и в расположенных сегментарно мышцах и внутренних органах, способствуя восстановлению нарушенных функций и структур.
- Подавляет очаг возбуждения, который поддерживает патологический процесс, снижает напряжение мышц, гипералгезию, снимает спазм сосудов, оказывая, таким образом, отвлекающее действие.
- При продолжительном контакте прижигает слизистые и кожу, что сопровождается гиперемией тканей, развитием отечности и болезненности.
- Прием per os в малых концентрациях стимулирует секрецию желез, воздействуя на рвотный центр, рефлекторно повышает его возбудимость и вызывает рвоту.
- В кровяное русло препарат не поступает.
Показания к применению
Противопоказания
Непереносимость.
Местное применение противопоказано при кожных заболеваниях.
Побочные действия: влияние на организм человека паров и раствора аммиака
В случае приема раствора в неразведенном виде возможны ожоги пищеварительного канала (пищевода и желудка). Вдыхание препарата в высокой концентрации может спровоцировать рефлекторную остановку дыхания.
Раствор аммиака: инструкция по применению
В инструкции по применению Нашатырного спирта указывается, что доза препарата подбирается индивидуально в зависимости от показаний.
В хирургической практике в качестве средства для мытья рук раствор используется по методу Спасокукоцкого-Кочергина, разводя 50 мл раствора в 1 л кипяченой воды (теплой).
При использовании для возбуждения дыхания раствор наносится на марлю или вату. При укусах насекомых используется в виде примочек.
Применение Нашатырного спирта в садоводстве
Применение для растений Нашатырного спирта достаточно разнообразно: его используют от тли, для обработки лука от луковой мухи, для подкормки растений.
Нашатырный спирт от тли используется из расчета 2 ст. ложки на 10 л воды. В ведро также следует добавить немного стирального порошка — это обеспечит лучшее прилипание. Раствор используют для опрыскивания растений.
Нашатырный спирт как удобрение: в этом случае на 4 л воды следует взять 50 мл раствора. Средство является не только хорошей подкормкой для комнатных и огородных растений, но также позволяет избавиться от мошек и комаров.
Для полива лука следует развести в ведре воды 1-2 ст. ложки нашатырного спирта. Поливать растения таким средством рекомендуется с момента посадки и до конца июня.
Как почистить золото?
Существует несколько способов чистки золота Нашатырным спиртом.
Можно смешать 1 ч. ложку спирта со стаканом воды и 1 ст. ложкой любого моющего средства, а можно добавить в воду (200 мл), нашатырный спирт (1 ч. ложку), перекись водорода (30 мл), половинку чайной ложки жидкого моющего средства.
В первом случае украшения кладут в чистящий раствор на час-два, во втором — на 15 минут. После чистки золото следует промыть в воде и насухо вытереть салфеткой.
Как почистить серебро?
Чтобы провести чистку серебра, Нашатырный спирт разводят водой в пропорции 1:10 (1 часть спирта на 10 частей воды). Изделия из серебра оставляют в растворе в течение нескольких часов, затем прополаскивают их в воде и протирают мягкой салфеткой.
Для регулярной чистки серебра используют мыльный раствор, в который добавляют небольшое количество нашатырного спирта.
Нашатырный спирт от тараканов и муравьев
Для борьбы с муравьями 100 мл раствора разводят в литре воды и промывают этим средством мебель на кухне. Чтобы избавиться от тараканов с нашатырным спиртом моют пол.
Нашатырный спирт для пяток
В качестве средства для смягчения огрубевшей кожи стоп нашатырный спирт смешивают с глицерином (1:1). Средство наносят на ступни перед сном, а сверху надевают носки.
Передозировка. Воздействие на организм человека паров аммиака
Передозировка вызывает усиление проявлений побочных реакций. Так, действие на организм человека высокой дозы Раствора аммиака при пероральном приеме проявляется:
- рвотой с характерным запахом аммиака;
- поносом с тенезмами (ложными болезненными позывами к дефекации);
- отеком гортани;
- насморком;
- кашлем;
- возбуждением;
- судорогами;
- коллапсом.
В ряде случаев возможен летальный исход (пациент умирает при приеме 10-15 г гидроксида аммония).
Лечение при передозировке симптоматическое.
Иногда люди интересуются, что будет, если выпить нашатырный спирт. Следует знать, что пероральный прием раствора в чистом виде может спровоцировать сильные ожоги пищеварительного канала.
Симптомы отравления аммиаком
Воздействие на человека аммиака при вдыхании его паров проявляется в виде раздражения слизистых глаз и респираторного тракта. При этом интенсивность раздражения зависит от концентрации газа.
Признаки отравления аммиачными парами:
- обильное слезотечение;
- слюнотечение;
- учащенность дыхания;
- повышенное потоотделение;
- гиперемия лица;
- чувство тяжести и стеснения в груди;
- боль за грудиной;
- судорожный кашель;
- чихание;
- насморк;
