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December 4, 2021

氨,氨,NH3 - 一种无机化合物,一种无色气体,具有强烈的令人窒息的气味,比空气轻,易溶于水。由氮气和氢气在压力下催化合成而得。主要用于生产氮肥、炸药和硝酸。液氨用于制冷设备。氨水溶液(氨)用于医药。

物理特性

氨是一种无色气体,具有特有的刺激性气味和刺激性味道。它几乎是空气的两倍。在-33.35℃常压下,氨液化成无色液体,在-77.75℃下冻结,变成无色结晶体。它在钢瓶中以液态在6-7个大气压的压力下储存和运输。氨在水中的溶解性非常好:在 0°C 和常压下,在 1 体积的水中可溶解约 1200 体积的 NH3,而在 20°C - 700 体积。浓缩溶液含 25% NH3,密度为 0.91 g/cm3。氨在水中的溶液称为氨水或氨。普通医用氨含量高达10%:NH3,氨水从10%以上。当溶液被加热时,氨很容易蒸发。

接收

在实验室中,氨通常是通过加热氯化铵 NH4Cl 与氢氧化钙 Ca (OH) 2 的混合物来生产的。氨的形成过程分两个阶段:首先有氢氧化铵,然后分解释放氨:2 NH 4 C l + C a ( OH ) 2 → t 2 NH 4 OH + C a C l 2 {\displaystyle \mathrm {2NH_{4}Cl+Ca(OH)_{2}{\xrightarrow {t} }\ 2NH_{4}OH+CaCl_{2}} } NH4 OH ⟶ NH 3 + H 2 O {\ displaystyle \ mathrm {NH_ {4} OH \ longrightarrow NH_ {3} + H_ {2} O}} 有时通过加热至浓氨溶液(氢氧化铵)沸腾来产生氨)。在工程上,获得氨的主要方法是由氮和氢通过反应直接合成:N 2 + 3 H 2 ⇆ 2 NH 3 {\ displaystyle \ mathrm {N_ {2} + 3H_ {2} \ leftrightarrows 2NH_ {3}}} 该反应仅在非常高的压力(数百个大气压)、高温和催化剂的存在。在现代工厂中,合成在大多数情况下是在 250-350 个大气压下进行,有时甚至在 700-1000 个大气压下进行。压力越高,反应平衡向NH 3 的形成移动,即向增加氨产率的方向移动越大。但是在非常高的压力下的过程非常昂贵并且在经济上无利可图。温度保持在400-450°C左右。低于 400°С 反应非常缓慢,高于 450-500°С 氨明显分解为氮和氢。催化剂是海绵铁,混合了钾、铝和其他物质的氧化物。再次应注意的是,即使在最高压力下,也并非所有的氮氢混合物都转化为氨。其中一部分仍未反应。因此,通过在压力下液化,将产生的氨与未反应的混合物分离,并将新部分的氮-氢混合物添加到剩余的混合物中并送回合成。大量氨是在煤焦化过程中作为副产品获得的,其中含有 1% 至 2.5% 的氮。炼焦煤时,大部分氮以氨的形式释放。通过使气体通过水而将其从焦炉气体中除去。氨水用硫酸中和得到硫酸铵。直到十九世纪末,这种方法是提取氨的唯一工业方法。直到1920年代,合成方法普及,才失去了意义。

乌克兰生产

乌克兰氨的主要生产商是化学品控股公司 OSTCHEM 的企业,特别是 Rivneazot、Severodonetsk Association Azot、Cherkasy Azot 和 Concern Styrol,以及 Odessa Port Plant 和 DniproAzot。近年来,乌克兰的氨产量开始下降。根据乌克兰国家统计局的数据,2014 年 3 月,产量比 2013 年下降 25.9%,达到 27.9 万吨。总体来看,2014年三个月,乌克兰氨产量减少33.3%至100万吨。Dmytro Firtash及相关机构集中在乌克兰生产100%硝酸盐、80%尿素和75%氨。2017年,乌克兰进口价值1.23亿美元的氨

化学性质

氨分子由共价键形成。氨分子的电子式和结构式如下: 然而,氨分子中的 N - H 键是极性的,因为电子对转移到了氮原子上。因此,氮原子带负电荷,氢原子带正电荷。氨是一种还原剂,通常被氧化成游离氮。因此,在氧气气氛中,氨通过反应燃烧:4 NH 3 + 3 O 2 ⟶ 2 N 2 + 6 H 2 O {\ displaystyle \ mathrm {4NH_ {3} + 3O_ {2} \ longrightarrow 2N_ {2} + 6H_ {2} O}} 氨也很容易还原一氧化氮铜在高温下反应生成金属铜:3 C u O + 2 NH 3 → t 3 C u + N 2 + 3 H 2 O {\displaystyle \mathrm {3CuO+2NH_{3}{\xrightarrow {t}}\ 3Cu+N_{2}+3H_{ 2}O}}+ 3 H 2 O {\displaystyle \mathrm {3CuO+2NH_{3}{\xrightarrow {t}}\ 3Cu+N_{2}+3H_{2}O} }+ 3 H 2 O {\displaystyle \mathrm {3CuO+2NH_{3}{\xrightarrow {t}}\ 3Cu+N_{2}+3H_{2}O} }

氢氧化铵

当氨溶于水中时,其部分分子与水的氢离子相互作用,形成复合铵阳离子NH+4。同时,释放出相应量的OH-水羟基。这个过程是平衡的。它可以用以下等式表示:NH 3 + H 2 O ⇆ NH 4 + + OH - ⇆ NH 4 OH {\ displaystyle \ mathrm {NH_ {3} + H_ {2} O \ leftrightarrows NH_ {4} ^ {+} + OH ^ {-} \ leftrightarrows NH_ {4} OH}} 由此可知,在平衡的氨溶液中,有氨分子、水分子和氢氧化铵以及铵离子和氢氧根离子。氢氧化铵是一种非常不稳定的物质,只能存在于溶液中。当溶液被加热时,平衡向左移动,溶液分解成原始物质。这种分解部分发生在常温下,所以氨溶液总是有一种特殊的气味。溶液的长时间沸腾可以完全去除氨。这有时在实验室中用于生产少量氨。氢氧化铵溶液使石蕊试纸变成蓝色。氢氧化铵溶液与酸形成盐,例如:NH 4 OH + HC l ⟶ NH 4 C l + H 2 O {\displaystyle \mathrm {NH_{4}OH+HCl\longrightarrow NH_{4}Cl+H_{2}O} } NH 4 OH + HNO 3 ⟶ NH 4NO 3 + H 2 O {\displaystyle \mathrm {NH_{4}OH+HNO_{3}\longrightarrow NH_{4}NO_{3}+H_{2}O} } 2 NH 4 OH + H 2 SO 4 ⟶ (NH 4 ) 2 SO 4 + 2 H 2 O {\displaystyle \mathrm {2NH_{4}OH+H_{2}SO_{4}\longrightarrow (NH_{4})_{2}SO_{4}+2H_{2}O} }

应用

氨是现代化学工业最重要的产品之一。其主要应用领域是硝酸和氮肥的生产。此外,氨还用于生产许多其他化学品。液氨和氨水溶液直接用作氮肥。

笔记

来源

乌克兰苏联百科全书:12 卷 / ch。编。M.P.巴占; 编辑:好的安东诺夫和其他人。- 第二种。- 基辅:URE 的主要编辑部,1974-1985 年。Derkach FA 化学。- 利沃夫:利沃夫大学,1968 年。- 312 页。

关联

氨浓缩溶液 // 制药百科全书