History[edit]
This high-pressure reactor was built in 1921 by BASF inLudwigshafen and was re-erected on the premises of the University of Karlsruhe in Germany.
The Romans gave the name sal ammoniacus (salt of Amun) to the ammonium chloride deposits that they collected near the Temple of Amun (GreekἌμμων Ammon) in ancient Libya.[23] Salts of ammonia have been known from very early times; thus the term Hammoniacus sal appears in the writings of Pliny,[24] although it is not known whether the term is identical with the more modern sal ammoniac (ammonium chloride).[25]
In the form of sal ammoniac (نشادر, nushadir) ammonia was important to the Muslim alchemists as early as the 8th century, first mentioned by the Persian chemist Jābir ibn Hayyān,[26] and to the European alchemists since the 13th century, being mentioned by Albertus Magnus.[14] It was also used by dyers in the Middle Ages in the form of fermented urine to alter the colour of vegetable dyes. In the 15th century, Basilius Valentinus showed that ammonia could be obtained by the action of alkalis on sal ammoniac. At a later period, when sal ammoniac was obtained by distilling the hooves and horns of oxen and neutralizing the resulting carbonate with hydrochloric acid, the name "spirit of hartshorn" was applied to ammonia.[14][27]
Gaseous ammonia was first isolated by Joseph Priestley in 1774 and was termed by him "alkaline air".[28] Eleven years later in 1785, Claude Louis Berthollet ascertained its composition.[14]
The Haber–Bosch process to produce ammonia from the nitrogen in the air was developed by Fritz Haber and Carl Bosch in 1909 and patented in 1910. It was first used on an industrial scale in Germany during World War I,[11] following the allied blockade that cut off the supply of nitrates fromChile. The ammonia was used to produce explosives to sustain war efforts.[29]
Prior to the availability of natural gas, hydrogen as a precursor to ammonia production was produced via the electrolysis of water or using thechloralkali process.
Ammonia or azane is a compound of nitrogen and hydrogen with the formula NH3. It is a colourless gas with a characteristic pungent smell. Ammonia contributes significantly to the nutritional needs of terrestrial organisms by serving as a precursor to food and fertilizers. Ammonia, either directly or indirectly, is also a building block for the synthesis of many pharmaceuticals and is used in many commercial cleaning products. Although in wide use, ammonia is both caustic and hazardous.
The global industrial production of ammonia for 2012 was anticipated to be 198,000,000 tonnes (195,000,000 long tons; 218,000,000 short tons),[10] a 35% increase over the estimated 2006 global output of 146,500,000 tonnes (144,200,000 long tons; 161,500,000 short tons).[11]
NH3 boils at −33.34 °C (−28.012 °F) at a pressure of one atmosphere, so the liquid must be stored under pressure or at low temperature. Household ammonia or ammonium hydroxide is a solution of NH3 in water. The concentration of such solutions is measured in units of the Baumé scale (density), with 26 degrees baumé (about 30% (by weight) ammonia at 15.5 °C or 59.9 °F) being the typical high-concentration commercial product.[
Natural occurrence[edit]
Ammonia is found in trace quantities in the atmosphere, being produced from the putrefaction (decay process) of nitrogenous animal and vegetable matter. Ammonia and ammonium salts are also found in small quantities in rainwater, whereas ammonium chloride (sal ammoniac), and ammonium sulfate are found in volcanic districts; crystals of ammonium bicarbonate have been found in Patagonianguano. The kidneys secrete ammonia to neutralize excess acid.[13] Ammonium salts are found distributed through fertile soil and in seawater.
Ammonia is also found throughout the Solar System on Pluto, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune. Substances containing ammonia, or those that are similar to it, are called ammoniacal.
Properties[edit]
Ammonia is a colourless gas with a characteristic pungent smell. It is lighter than air, its density being 0.589 times that of air. It is easily liquefied due to the strong hydrogen bonding between molecules; the liquid boils at −33.3 °C (−27.94 °F), and freezes at −77.7 °C (−107.86 °F) to white crystals.[14]
Ammonia may be conveniently deodorized by reacting it with either sodium bicarbonate or acetic acid. Both of these reactions form an odourless ammonium salt.
Structure[edit]
The ammonia molecule has a trigonal pyramidal shape as predicted by the valence shell electron pair repulsion theory (VSEPR theory) with an experimentally determined bond angle of 106.7°.[16] The central nitrogen atom has five outer electrons with an additional electron from each hydrogen atom. This gives a total of eight electrons, or four electron pairs that are arranged tetrahedrally. Three of these electron pairs are used as bond pairs, which leaves one lone pair of electrons. The lone pair of electrons repel more strongly than bond pairs, therefore the bond angle is not 109.5°, as expected for a regular tetrahedral arrangement, but 106.7°.[16] The nitrogen atom in the molecule has a lone electron pair, which makes ammonia a base, a proton acceptor. This shape gives the molecule a dipolemoment and makes it polar. The molecule's polarity and, especially, its ability to form hydrogen bonds, makes ammonia highly miscible with water. Ammonia is moderately basic, a 1.0 M aqueous solution has a pH of 11.6 and if a strong acid is added to such a solution until the solution is neutral (pH = 7), 99.4% of the ammonia molecules are protonated. Temperature and salinity also affect the proportion of NH4+. The latter has the shape of a regular tetrahedron and is isoelectronic with methane.
The ammonia molecule readily undergoes nitrogen inversion at room temperature; a useful analogy is an umbrella turning itself inside out in a strong wind. The energy barrier to this inversion is 24.7 kJ/mol, and the resonance frequency is 23.79 GHz, corresponding tomicrowave radiation of a wavelength of 1.260 cm. The absorption at this frequency was the first microwave spectrum to be observed.
Amphotericity[edit]
One of the most characteristic properties of ammonia is its basicity. Ammonia is considered to be a weak base. It combines with acids to form salts; thus with hydrochloric acid it forms ammonium chloride (sal ammoniac); with nitric acid, ammonium nitrate, etc. Perfectly dry ammonia will not combine with perfectly dry hydrogen chloride; moisture is necessary to bring about the reaction.[18] As a demonstration experiment, opened bottles of concentrated ammonia and hydrochloric acid produce clouds of ammonium chloride, which seem to appear "out of nothing" as the salt forms where the two diffusing clouds of molecules meet, somewhere between the two bottles.
NH3 + HCl → NH4Cl
The salts produced by the action of ammonia on acids are known as the ammonium salts and all contain the ammonium ion (NH4+).
Although ammonia is well known as a weak base, it can also act as an extremely weak acid. It is a protic substance and is capable of formation of amides (which contain the NH2− ion). For example, lithium dissolves in liquid ammonia to give a solution of lithium amide:
Li + NH3 → LiNH2 + ½ H2
[แก้ไข] ประวัติศาสตร์ เครื่องปฏิกรณ์กระบอกนี้ถูกสร้างขึ้นในปี 1921 โดย BASF inLudwigshafen และเกร็งได้อีกครั้งในสถานมหาวิทยาลัยของคาร์ลส์รูเออในเยอรมนีชาวโรมันให้การชื่อแซล ammoniacus (เกลือของอมุ) การฝากเงินคลอไรด์แอมโมเนียที่พวกเขารวบรวมใกล้วัดของอมุ (GreekἌμμων ชคน) ในลิเบียโบราณ [23] ได้รับทราบเกลือของแอมโมเนียจากครั้งก่อนมาก ดังนั้น แซล Hammoniacus ระยะแล้วในงานเขียนของ Pliny, [24] แต่ไม่ทราบ ว่าคำว่าเป็นเหมือนกับสมัยใหม่แซล ammoniac (แอมโมเนียคลอไรด์) [25]แอมโมเนียถูกไม่สำคัญ alchemists มุสลิมเป็นต้นเป็นศตวรรษ 8 กล่าวถึงครั้งแรก โดยนักเคมีเปอร์เซียญาบิร, [26] และการ alchemists ยุโรปตั้งแต่ศตวรรษ 13 การกล่าวถึง โดยแมกนัส Albertus ใน ammoniac แซล (نشادر nushadir) [14] ก็ยังถูกใช้ โดย dyers ในยุคกลางในรูปของปัสสาวะหมักในการเปลี่ยนแปลงสีของผักสี ในศตวรรษ 15, Basilius Valentinus พบว่า แอมโมเนียสามารถได้รับ โดยการกระทำของ alkalis บน ammoniac แซล ในระยะเวลาต่อมา เมื่อ ammoniac แซลกล่าว โดย distilling hooves เป๋และแตรของวัว และ neutralizing คาร์บอเนตได้ ด้วยกรดไฮโดรคลอริก ชื่อ "จิตวิญญาณของ hartshorn" ใช้แอมโมเนีย [14] [27]แอมโมเนียเป็นต้นได้ก่อนแยกต่างหาก โดยโจเซฟ Priestley ใน 1774 และถูกเรียกว่าตามเขา "อัลคาไลน์แอร์" [28] สิบเอ็ดปีต่อมาใน 1785 โคลด Louis Berthollet ascertained องค์ประกอบของภาพ [14]เป็นพัฒนากระบวนการฮาเบอร์บ๊อชในการผลิตแอมโมเนียจากไนโตรเจนในอากาศ โดยฟริทส์ฮาเบอร์และ Carl Bosch ใน 1909 และจดสิทธิบัตรใน 1910 มันถูกใช้ในการอุตสาหกรรมในประเทศเยอรมนีครั้งแรกในระหว่างสงครามโลก, [11] ตามขวางฝ่ายสัมพันธมิตรที่ตัดอุปทานของ nitrates fromChile แอมโมเนียที่ใช้ในการผลิตวัตถุระเบิดหนุนสงครามความพยายาม [29]ก่อนที่จะพร้อมใช้งานของก๊าซธรรมชาติ ไฮโดรเจนเป็นสารตั้งต้นในการผลิตแอมโมเนียถูกผลิตผ่าน electrolysis น้ำหรือการใช้กระบวนการ thechloralkaliแอมโมเนียหรือ azane เป็นสารประกอบของไนโตรเจนและไฮโดรเจนโดย มีสูตร NH3 มันเป็นก๊าซสีใส มีกลิ่นหอมฉุนลักษณะ แอมโมเนียรวมอย่างมีนัยสำคัญความต้องการทางโภชนาการของสิ่งมีชีวิตดวง โดยการให้บริการเป็นสารตั้งต้นให้อาหารและปุ๋ย แอมโมเนีย โดยทางตรง หรือทาง อ้อม เป็นกลุ่มอาคารสำหรับการสังเคราะห์ยาใน และใช้ในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดทางการค้ามากมาย ถึงแม้ว่าใช้กว้าง แอมโมเนียมีทั้งอ่าง และอันตรายโลกอุตสาหกรรมผลิตแอมโมเนีย 2555 คาดว่าจะเป็น 198,000,000 ตัน (ตันลอง 195,000,000; 218,000,000 สั้นตัน), [10] การเพิ่มขึ้น 35% ผ่านประเมินปี 2006 โลกผล 146,500,000 ตัน (ตันลอง 144,200,000; 161,500,000 สั้นตัน) [11]NH3 เดือดที่ −33.34 ° C (−28.012 ° F) ที่ความดันหนึ่งบรรยากาศ ดังนั้นต้องจัดเก็บของเหลวภาย ใต้ความดัน หรืออุณหภูมิต่ำ บ้านแอมโมเนียหรือแอมโมเนียไฮดรอกไซด์คือ โซลูชันของ NH3 ในน้ำ ความเข้มข้นของโซลูชั่นดังกล่าวจะวัดในหน่วยของขนาด Baumé (หนาแน่น), กับ baumé 26 องศา (ประมาณ 30% (โดยน้ำหนัก) แอมโมเนียที่ 15.5 ° C หรือ 59.9 ° F) เป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ความเข้มข้นสูงโดยทั่วไป [เหตุการณ์ธรรมชาติ [แก้ไข]พบแอมโมเนียในปริมาณติดตามในบรรยากาศ ผลิตจาก putrefaction (กระบวนการผุ) ของสัตว์ที่มีไนโตรจีนัสและเรื่องผัก เกลือแอมโมเนียและแอมโมเนียจะพบในปริมาณเล็กน้อยในแบบสายฝน ในขณะที่แอมโมเนียมคลอไรด์ (แซล ammoniac), และซัลเฟตแอมโมเนียพบในเขตภูเขาไฟ พบผลึกแอมโมเนียมไบคาร์บอเนตใน Patagonianguano ไตขับแอมโมเนียกรดส่วนเกินการ [13] แอมโมเนียเกลืออยู่กระจาย ผ่านดินอุดมสมบูรณ์ และ ในทะเลนอกจากนี้ยังมีพบแอมโมเนียทั่วระบบสุริยะ บนดาวพลูโต ดาวอังคาร ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน สารที่ประกอบด้วยแอมโมเนีย หรือที่คล้ายกับมัน จะเรียกว่า ammoniacalคุณสมบัติ [แก้ไข]แอมโมเนียเป็นก๊าซสีใส มีกลิ่นหอมฉุนลักษณะ เบากว่าอากาศ ความหนาแน่นของการเวลา 0.589 ของอากาศได้ ง่าย ๆ ได้หมุนเนื่องจากไฮโดรเจนแข็งแรงยึดระหว่างโมเลกุล ของเหลวเดือดที่ −33.3 ° C (−27.94 ° F), และการตอบสนองที่ −77.7 ° C (−107.86 ° F) ถึงผลึกสีขาว [14]Ammonia may be conveniently deodorized by reacting it with either sodium bicarbonate or acetic acid. Both of these reactions form an odourless ammonium salt.Structure[edit]The ammonia molecule has a trigonal pyramidal shape as predicted by the valence shell electron pair repulsion theory (VSEPR theory) with an experimentally determined bond angle of 106.7°.[16] The central nitrogen atom has five outer electrons with an additional electron from each hydrogen atom. This gives a total of eight electrons, or four electron pairs that are arranged tetrahedrally. Three of these electron pairs are used as bond pairs, which leaves one lone pair of electrons. The lone pair of electrons repel more strongly than bond pairs, therefore the bond angle is not 109.5°, as expected for a regular tetrahedral arrangement, but 106.7°.[16] The nitrogen atom in the molecule has a lone electron pair, which makes ammonia a base, a proton acceptor. This shape gives the molecule a dipolemoment and makes it polar. The molecule's polarity and, especially, its ability to form hydrogen bonds, makes ammonia highly miscible with water. Ammonia is moderately basic, a 1.0 M aqueous solution has a pH of 11.6 and if a strong acid is added to such a solution until the solution is neutral (pH = 7), 99.4% of the ammonia molecules are protonated. Temperature and salinity also affect the proportion of NH4+. The latter has the shape of a regular tetrahedron and is isoelectronic with methane.The ammonia molecule readily undergoes nitrogen inversion at room temperature; a useful analogy is an umbrella turning itself inside out in a strong wind. The energy barrier to this inversion is 24.7 kJ/mol, and the resonance frequency is 23.79 GHz, corresponding tomicrowave radiation of a wavelength of 1.260 cm. The absorption at this frequency was the first microwave spectrum to be observed.Amphotericity[edit]One of the most characteristic properties of ammonia is its basicity. Ammonia is considered to be a weak base. It combines with acids to form salts; thus with hydrochloric acid it forms ammonium chloride (sal ammoniac); with nitric acid, ammonium nitrate, etc. Perfectly dry ammonia will not combine with perfectly dry hydrogen chloride; moisture is necessary to bring about the reaction.[18] As a demonstration experiment, opened bottles of concentrated ammonia and hydrochloric acid produce clouds of ammonium chloride, which seem to appear "out of nothing" as the salt forms where the two diffusing clouds of molecules meet, somewhere between the two bottles.NH3 + HCl → NH4ClThe salts produced by the action of ammonia on acids are known as the ammonium salts and all contain the ammonium ion (NH4+).Although ammonia is well known as a weak base, it can also act as an extremely weak acid. It is a protic substance and is capable of formation of amides (which contain the NH2− ion). For example, lithium dissolves in liquid ammonia to give a solution of lithium amide:Li + NH3 → LiNH2 + ½ H2
การแปล กรุณารอสักครู่..
