Pengeluaran ammonia dalam skala makmal dan perindustrian

Ammonia (NH3) adalah sebatian kimia hidrogen dengan nitrogen. Beliau mendapat namanya dari perkataan Yunani "hals ammniakos" atau Latin "sal ammoniacus", yang diterjemahkan kesepian - "amonia". Ia adalah bahan yang dipanggil amonium klorida yang diperolehi di gurun Libya di oasis Ammonium.

Ammonia dianggap sebagai bahan yang sangat toksik yang boleh merengsakan membran mukus mata dan saluran pernafasan. Gejala utama keracunan ammonia adalah lecrasi, penyebaran dan pneumonia yang banyak. Tetapi pada masa yang sama, ammonia adalah bahan kimia berharga yang banyak digunakan untuk pengeluaran asid anorganik, contohnya, garam nitrat, sianida, dan urea dan nitrogen. Ammonia cecair adalah bahan kerja yang sangat baik bagi bekas dan mesin yang disejukkan, kerana ia mempunyai haba spesifik penyejatan yang tinggi. Larutan ammonia berair digunakan sebagai baja cecair, dan juga untuk perobohan super fosfat dan campuran lemak.

Mendapatkan ammonia dari gas ekzos dalam proses coking arang batu adalah kaedah tertua dan paling mudah diakses, tetapi pada masa ini ia telah menjadi usang dan praktikal tidak digunakan.

Cara moden dan asas adalah untuk mendapatkan ammonia dalam industri berdasarkan proses Haber. Inti dalam interaksi langsung nitrogen dan hidrogen, yang berlaku akibat penukaran gas hidrokarbon. Sebagai bahan mentah, gas asli, gas penapisan , gas petroleum yang berkaitan, gas sisa dari pengeluaran asetilena biasanya digunakan. Inti dari kaedah penukaran pengeluaran amonia adalah penguraian metana dan homologinya pada suhu tinggi menjadi komponen: hidrogen dan karbon monoksida dengan penyertaan agen pengoksidaan - oksigen dan wap air. Pada masa yang sama, udara yang diperkayakan oksigen atau udara atmosfera bercampur dengan gas yang ditukar. Pada mulanya, tindak balas untuk pengeluaran ammonia berdasarkan hasil gas yang boleh ditukar dengan pelepasan haba, tetapi dengan pengurangan volum bahan-bahan mula reaksi:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 45.9 kJ

Walau bagaimanapun, pengeluaran amonia pada skala perindustrian dijalankan dengan menggunakan pemangkin dan di bawah keadaan buatan yang dihasilkan yang meningkatkan hasil produk siap. Di atmosfera yang dihasilkan ammonia, tekanan meningkat kepada 350 atmosfera, dan suhu meningkat kepada 500 darjah Celsius. Di bawah keadaan sedemikian, hasil ammonia adalah kira-kira 30%. Gas dikeluarkan dari zon tindak balas dengan kaedah penyejukan, dan nitrogen dan hidrogen yang tidak bertindak balas kembali ke lajur sintesis dan sekali lagi boleh mengambil bahagian dalam tindak balas. Semasa sintesis, sangat penting untuk membersihkan campuran gas dari racun katalitik, bahan yang boleh menafikan kesan pemangkin. Bahan-bahan tersebut adalah wap air, CO, As, P, Se, O2, S.

Besi pori dengan kekotoran aluminium dan kalium oksida bertindak sebagai pemangkin dalam tindak balas sintesis nitrogen dan hidrogen. Hanya bahan ini, dari semua 20,000 yang dicuba sebelumnya, membolehkan untuk mencapai keadaan keseimbangan reaksi. Prinsip untuk mendapatkan amonia dianggap paling ekonomis.

Pengeluaran ammonia di makmal adalah berdasarkan teknologi pemindahan dari garam amonium oleh alkali yang kuat. Secara skematik, tindak balas ini adalah seperti berikut:

2NH4CI + Ca (OH) 2 = 2NH3 ↑ + CaCl2 + 2H2O

Atau

NH4Cl + NaOH = NH3 ↑ + NaCl + H2O

Untuk mengeluarkan kelembapan berlebihan dan mengalir ammonia, ia disalurkan melalui campuran soda dan kapur kaustik. Pengeluaran ammonia sangat kering, akibat pembubaran natrium logam di dalamnya dan penyulingan berikutnya. Selalunya reaksi tersebut dijalankan dalam sistem logam tertutup di bawah vakum. Selain itu, sistem sedemikian mesti menahan tekanan tinggi, yang dicapai dengan memancarkan wap amonia, sehingga 10 atmosfera pada suhu bilik.