آمونیاک (NH3) یک است گاز بی رنگ و بوی و بوی متشکل از نیتروژن و هیدروژن. این یک است به طور طبیعی ترکیب در محیط ، از جمله خاک ، آب و هوا یافت می شود. آمونیاک نقش اساسی در چرخه نیتروژن، جایی که باکتری ها مواد آلی را برای آزاد کردن ترکیبات حاوی نیتروژن تجزیه می کنند.
از نظر صنعتی ، آمونیاک است یکی از مواد شیمیایی گسترده در سراسر جهان، در کود ، مواد تمیز کننده ، سیستم های تبرید و فرآیندهای صنعتی استفاده می شود. با این حال ، به دلیل آن سمیت و طبیعت خورنده، قرار گرفتن در معرض آمونیاک خطرات قابل توجه بهداشتی و زیست محیطی.
این مقاله به بررسی آمونیاک می پردازد خصوصیات شیمیایی ، روشهای تولید ، برنامه ها ، خطرات ، اقدامات ایمنی و تکنیک های تشخیص با جزئیات
خصوصیات شیمیایی و فیزیکی آمونیاک
ساختار و ترکیب مولکولی
- فرمول شیمیایی: NH3
- وزن مولکولی: 17.03 گرم در مول
- ساختار: آمونیاک دارای یک است هندسه مولکولی هرمی مثلثی، با یک اتم نیتروژن در مرکز و سه اتم های هیدروژن ضمیمه
مشخصات فیزیکی
| اموال | ارزش |
|---|---|
| حالت در دمای اتاق | گاز |
| رنگ | بی رنگ |
| بو | بوی قوی و تند (مانند ادرار یا پاک کننده های خانگی) |
| نقطه جوش | -33.34 درجه سانتیگراد (-28.01 درجه فارنهایت) |
| نقطه ذوب | -77.73 ° C (-107.91 ° F) |
| تراکم | 073 گرم در لیتر در دمای 25 درجه سانتیگراد (سبک تر از هوا) |
| حلالیت در آب | بسیار محلول (هیدروکسید آمونیوم ، NH₄OH) |
| اشتعال پذیری | در غلظت های بالا قابل اشتعال است |
خواص شیمیایی
ماهیت اساسی: آمونیاک ضعیف است پایه برونستد-کم و با اسیدها واکنش نشان می دهد نمک های آمونیوم.
با آب واکنش نشان می دهد: فرم ها هیدروکسید آمونیوم (NH₄OH)، یک پایه ضعیف در راه حل های آبی.
با اکسیژن واکنش نشان می دهد: می تواند تحت احتراق تحت شرایط خاص
مجتمع های فلزی را تشکیل می دهد: آمونیاک به عنوان یک عمل می کند لیگاند در شیمی هماهنگی ، تشکیل ترکیبات پیچیده با یون های فلزی ، مانند [cu (nh₃) ₄] ²⁺ (tetraamminecopper (ii)).
منابع طبیعی و صنعتی آمونیاک
منابع طبیعی
آمونیاک به طور طبیعی از طریق فرآیندهای بیولوژیکی تولید می شود ، از جمله:
- تجزیه ماده ارگانیک - باکتری ها پروتئین ها را تجزیه می کنند و آمونیاک را در خاک و آب آزاد می کنند.
- زباله های حیوانی و انسانی - ادرار حاوی اوره، که به آمونیاک تقسیم می شود.
- فوران های آتشفشانی - مقادیر کمیاب آمونیاک را در جو آزاد کنید.
- اقیانوس ها و باکتری های خاک - زباله های نیتروژن را به عنوان بخشی از آن تبدیل کنید چرخه نیتروژن.
تولید صنعتی آمونیاک
را فرایند هابر روش اصلی برای تولید آمونیاک در مقیاس صنعتی است.
فرایند هابر
- واکنش نیتروژن (N₂) از هوا با هیدروژن (H₂) از گاز طبیعی زیر درجه حرارت بالا (400-500 درجه سانتیگراد) و فشار (150-20 اتمسفر).
- استفاده می کند کاتالیزورهای مبتنی بر آهن برای افزایش راندمان واکنش.
سایر روشهای تولید عبارتند از:
- گاز زدایی زغال سنگ - هیدروژن مورد نیاز برای سنتز آمونیاک تولید می کند.
- الکترولیز آب - هیدروژن را برای تشکیل آمونیاک تولید می کند.
کاربردهای صنعتی و تجاری آمونیاک
تولید کود
- 80 ٪ از آمونیاک صنعتی در صنعت کشاورزی برای کودهای مبتنی بر نیتروژن ، مانند:
- نیترات آمونیوم (nh₄no₃)
- اوره (CO (NH₂))
- سولفات آمونیوم ((NH₄) ₂so₄)
- برای رشد محصول و بهبود محتوای نیتروژن خاک ضروری است.
صنعت یخچال
- به عنوان یک مبرد گاز (R717) در سیستم های خنک کننده صنعتی به دلیل آن راندمان بالا و تأثیرات زیست محیطی پایین.
تولید مواد شیمیایی
- پیشرو برای مواد شیمیایی مختلف ، از جمله:
- اسید نیتریک (HNO₃)
- هیدرازین (n₂h₄) (در سوخت موشک استفاده می شود)
- مواد منفجره ، رنگ و پلاستیک
تصفیه آب و زباله
- عادت داشتن فاضلاب اسیدی را خنثی می کند و آلاینده ها را از بین ببرید.
محصولات تمیز کننده خانگی
- پیدا کردن پاک کننده های شیشه ای ، مواد مخدر و ضد عفونی کننده به دلیل توانایی حل کردن خاک و گریس.
خطرات بهداشتی و تأثیرات زیست محیطی
محدودیت های سمیت و قرار گرفتن در معرض
| غلظت (ppm) | تأثیر بر سلامت انسان |
|---|---|
| 0.5 - 5 | بوی قابل ردیابی ، تحریک خفیف |
| 20 - 50 | سوزش چشم، بینی و گلو |
| 100 - 300 | سرفه شدید ، تنگی نفس |
| >500 | آسیب ریه ، پریشانی تنفسی |
| >2000 | در عرض چند دقیقه کشنده |
- OSHA PEL (حد مجاز قرار گرفتن در معرض): 50 ppm (شیفت کاری 8 ساعته)
- niosh idlh (بلافاصله برای زندگی یا سلامتی خطرناک است): 300 ppm
اثرات زیست محیطی
- آلودگی هوا - انتشار آمونیاک به باران اسیدی و ذرات ریز (PM2.5).
- آلودگی آب - آمونیاک اضافی در رودخانه ها و دریاچه ها باعث ایجاد اتروفیک می شوند، منجر به کاهش اکسیژن و کشتار ماهی.
- اثرات گاز گلخانه ای -کود کودهای مبتنی بر آمونیاک اکسید نیتروژن (N₂O) ، یک گاز گلخانه ای قوی.
اقدامات تشخیص آمونیاک و ایمنی
روش های تشخیص
سنسورهای گاز و مانیتور
- سنسورهای آمونیاک الکتروشیمیایی -غلظت آمونیاک سطح PPM را تشخیص دهید.
- طیف سنجی جذب مادون قرمز - اندازه گیری سطح NH₃ در محیط های صنعتی.
تشخیص شیمیایی
- معرف نسلر -در حضور آمونیاک یک مجتمع قهوه ای زرد تشکیل می دهد.
- روش آبی ایندوفنول - تجزیه و تحلیل رنگ سنجی برای تشخیص NH₃ در آب.
پروتکل های ایمنی صنعتی
- تجهیزات محافظ شخصی (PPE) - ماسک های گاز ، دستگاه تنفس و دستکش.
- اسکرابرهای آمونیاک - گاز NH₃ را از انتشار گازهای گلخانه ای خارج کنید.
- سیستم های تشخیص نشت - در یخچال و گیاهان شیمیایی استفاده می شود.
روشهای پاسخ اضطراری
- منطقه را تخلیه کنید در صورت نشت گاز NH₃.
- خنثی سازی با اسیدها - نشت آمونیاک را می توان با آن درمان کرد اسید هیدروکلریک رقیق (HCL).
- کمک اول - در صورت قرار گرفتن ، چشم و پوست را با آب شستشو دهید.
نتیجه
آمونیاک یک است مواد شیمیایی صنعتی بحرانی با برنامه های کاربردی در کود ، یخچال ، تولید شیمیایی و محصولات تمیز کننده. با این حال، آن است سمیت ، خوردگی و تأثیرات زیست محیطی لازم بودن اقدامات دقیق ایمنی و نظارت مناسب.
پیشرفت در فناوری های تشخیص NH₃ ، کودهای سبز و راه حل های ذخیره انرژی مبتنی بر آمونیاک آینده تولید و استفاده از آمونیاک را شکل می دهد و از اهمیت مداوم آن در صنعت ضمن به حداقل رساندن خطرات بهداشتی و زیست محیطی اطمینان می دهد.
