Раствор аммиака с водой формула

Водный аммиак: характеристика, формула, применение в сельском хозяйстве

Безводный аммиак – жидкое азотное удобрение, которое широко используется в аграрной промышленности. Прозрачная жидкость с желтоватым оттенком стимулирует развитие как корневой, так и зеленой массы, обеспечивая высокие показатели урожайности.

Жидкий аммиак

Вода и аммиак сходны по своим свойствам, поскольку являются гидридами неметаллов. Второе соединение – NH3 – в обычных условиях представляет собой газ, который меняет агрегатное состояние при понижении температуры и увеличение давления, приобретая жидкое состояние. Безводный аммиак – прекрасный хладагент и растворитель, при использовании которого происходит очень быстрое замерзание или растворение. Он нашел применение в аграрном секторе экономики.

Биологическая роль, формула

В организме любого млекопитающего осуществляется азотистый обмен, продуктом которого и является нитрид водорода. Его образование – результат метаболизма белков, аминокислот и других азотистых соединений.

Токсичность аммиака для организма очень высока, из-за чего его значительная доля преобразуется посредством печени в менее вредное соединение – мочевину. Вывод последней из организма осуществляется почками, а незначительная часть может вновь быть преобразована в аммиак.

Также возможен обратный процесс, в котором основную роль играет печень. Посредством этого органа аминокислоты ресинтезируются из химического соединения азота и водорода.

Значение температуры кипения и теплоты испарения аммиака объясняются водородными связями между его молекулами. Но из-за их низкой прочности вязкость воды гораздо выше – в 7 раз.

Наличие водородных связей в сжиженном аммиаке отражается в формуле следующим образом: 2NH3.

Физиологическое действие

Сжиженная форма токсична:

• вызывает ожоги;
• раздражает слизистые оболочки – при содержании в воздухе его объемной доли, равной 0,5%;
• поражает органы дыхания и зрения – при острой интоксикации;
• ослабляет работу органов слуха, приводит к катару верхних дыхательных путей и к дисфункции ЖКТ – в случае хронической интоксикации.

Предельно допустимая концентрация токсичного газа – 20 мг / м3.

Влияние на сельскохозяйственные культуры

Как и 25 %-й раствор аммиака, его безводная форма – это высокоэффективное удобрение с простейшей формой азота для питания растений, причем являющееся наиболее концентрированным (N = 82,3%).

Воздействие агрохимиката на растения:

Наименование культуры	Влияние удобрения
Хлопчатник	Очень эффективное соединение, поскольку не вымывается из грунта
Кукуруза	Предпосевное внесение повышает показатели урожайности в сравнении с внесением такого минерального удобрения, как аммиачная селитра
Овес	Демонстрирует высокий урожай при осенней обработке поля
Пшеница	Удобрение раскисляет почву и увеличивает количество продуктивных стеблей при закладке во время осенней вспашки
Овощи	Возможно более раннее внесение в сравнении с другими агрохимикатами, что способствует интенсивному развитию культур

Плюсы применения сжиженного газа:

1. Равномерное внесение в почву на глубину пахотного слоя, облегчающее доступ корневой системы культуры к азоту.
2. Увеличение подвижности прочих макроэлементов – фосфора, калия.
3. Толерантность к погодным условиям благодаря вхождению аммиака в неразрывную связь с почвой – отсутствует угроза вымывания азота.
4. Защита от вредоносных организмов.
5. Возможность осеннего внесения азота в доступной форме, благодаря чему вещество будет оставаться в грунте в период всей вегетации.
6. Повышение плодородности.
7. Уменьшение количества отмерших растений.
8. Повышение урожайности до 30%.

Перед внесением удобрения рекомендуется провести исследование химического состава почвы, чтобы избежать передозировки азота.

Аммиачная вода

Азотная вода, известная широким массам как нашатырный спирт – раствор аммиака в воде. Она используется в качестве минерального агрохимиката, если имеет марку «Б».

Формула и химия

Гидроксид аммония – результат взаимодействия аммиака с водой. Формула аммиачной воды – NH4OH – отражает химическую реакцию, при которой соединение диссоциируется в воде, образуя катионы аммония и гидроксид-анионов, то есть это не просто смесь нитрида водорода с водой – NH3-H2O. «Спорный» ион гидрогена принадлежит как молекуле азота, так и кислорода.

Физические характеристики

Азотная вода – жидкость со слегка желтым оттенком и резким запахом.

Основные физические характеристики:

1. Плотность раствора 25 % – 0,930–0,910 г/см3 при +15 °C.
2. Парциональное давление паров нитрида водорода – 0,1 МПа (при +40 °C).
3. Температурные значения выпадения твердой фазы – от -31,3 до -53,9 °C.

Аммиачная вода – нестабильное соединение: при продолжительном хранении доля азота уменьшается.

Показания к применению на огороде и в саду

Популярность аммиачного раствора как удобрения объясняется его дешевизной на рынке прочих минеральных агрохимикатов. Основным показанием к применению является осенняя подготовка грунта к следующему сезону, поскольку азотная вода отличается замедленным действием: азот не вымывается из грунта на протяжении всей зимы, стимулируя рост растений в вегетационный период.

Порядок и нормы внесения для садовых и огородных культур

Все огородные культуры нуждаются в азоте. Однако безводная форма очень токсична. Ее транспортировка осуществляется только специализированным транспортом с лицензией. А к работе с соединением допускаются лишь люди, прошедшие соответствующее обучение.

Закладка в почву осуществляется при помощи специальных агрегатов. Из-за склонности к испарению по поверхностному слою грунта его распределять нецелесообразно. Норма внесения может варьироваться от 100 до 200 кг / га в зависимости от истощенности почвы и высеваемой культуры.

Безводный аммиак растворяется в воде и вносится во время полива.

Азотная вода широко применяется в огородничестве, что связано с ее дешевизной и эффективностью. Очень продуктивно данное удобрение на почвах, богатых гумусом.

Оптимальное время внесения – ранняя весна, когда температурные показатели не превышают значения термометра в +10 °C, и осенний период – за полгода до культивирования растений. Закладка осуществляется на глубину в 10-15 см с нормой расхода в 50-70 кг агрохимиката на 1 га.

Меры предосторожности

Аммиак водный 25 % технический менее токсичен в сравнении с безводной формой. Однако при его использовании требуется соблюдать мероприятия по обеспечению безопасности: надевать рукавицы, специальную одежду и респиратор.

Обязательные средства защиты при работе со сжиженным газом:

• промышленный противогаз;
• защитный костюм;
• утепленные резиновые рукавицы;
• сапоги из аналогичного материала.

Безводная форма очень токсична, при контакте с кожным покровом вызывает ожоги. Если удобрение попало на руки, то следует их незамедлительно вымыть и наложить повязку, смоченную в лимонной кислоте. При попадании в дыхательные пути пострадавшему необходим свежий воздух. В случае с глазами органы зрения промываются большим количеством чистой воды.

Водный раствор аммиака – эффективный агрохимикат, который при невысокой стоимости демонстрирует отличные результаты в виде высоких урожаев.

Источник

Аммиак: получение и свойства

Аммиак

Строение молекулы и физические свойства

В молекуле аммиака NH₃ атом азота соединен тремя одинарными ковалентными полярными связями с атомами водорода:

Геометрическая форма молекулы аммиака — правильная треугольная пирамида. Валентный угол H-N-H составляет 107,3 о :

У атома азота в аммиаке на внешнем энергетическом уровне остается одна неподеленная электронная пара. Эта электронная пара оказывает значительное влиение на свойства аммиака, а также на его структуру. Электронная структура аммиака — тетраэдр , с атомом азота в центре:

Аммиак – бесцветный газ с резким характерным запахом. Ядовит. Весит меньше воздуха. Связь N-H — сильно полярная, поэтому между молекулами аммиака в жидкой фазе возникают водородные связи. При этом аммиак очень хорошо растворим в воде, т.к. молекулы аммиака образуют водородные связи с молекулами воды.

Способы получения аммиака

В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами. Поск ольку аммиак очень хорошо растворим в воде, для получения чистого аммиака используют твердые вещества.

Например , аммиак можно получить нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция. При нагревании смеси происходит образование соли, аммиака и воды:

Тщательно растирают ступкой смесь соли и основания и нагревают смесь. Выделяющийся газ собирают в пробирку (аммиак — легкий газ и пробирку нужно перевернуть вверх дном). Влажная лакмусовая бумажка синеет в присутствии аммиака.

Видеоопыт получения аммиака из хлорида аммония и гидроксида кальция можно посмотреть здесь.

Еще один лабораторный способ получения аммиака – гидролиз нитридов.

Например , гидролиз нитрида кальция:

В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.

Процесс проводят при температуре 500-550 о С и в присутствии катализатора. Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа. В качестве катализатора используют губчатое железо с добавками оксидов алюминия, калия, кальция, кремния. Для полного использования исходных веществ применяют метод циркуляции непровзаимодействовавших реагентов: не вступившие в реакцию азот и водород вновь возвращают в реактор.

Более подробно про технологию производства аммиака можно прочитать здесь.

Химические свойства аммиака

1. В водном растворе аммиак проявляет основные свойства (за счет неподеленной электронной пары). Принимая протон (ион H + ), он превращается в ион аммония. Реакция может протекать и в водном растворе, и в газовой фазе:

Таким образом, среда водного раствора аммиака – щелочная. Однако аммиак – слабое основание . При 20 градусах один объем воды поглощает до 700 объемов аммиака.

Видеоопыт растворения аммиака в воде можно посмотреть здесь.

2. Как основание, аммиак взаимодействует с кислотами в растворе и в газовой фазе с образованием солей аммония.

Например , аммиак реагирует с серной кислотой с образованием либо кислой соли – гидросульфата аммония (при избытке кислоты), либо средней соли – сульфата аммония (при избытке аммиака):

Еще один пример : аммиак взаимодействует с водным раствором углекислого газа с образованием карбонатов или гидрокарбонатов аммония:

Видеоопыт взаимодействия аммиака с концентрированными кислотами – азотной, серной и и соляной можно посмотреть здесь.

В газовой фазе аммиак реагирует с летучим хлороводородом. При этом образуется густой белый дым – это выделяется хлорид аммония.

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Видеоопыт взаимодействия аммиака с хлороводородом в газовой фазе (дым без огня) можно посмотреть здесь.

3. В качестве основания, водный раствор аммиака реагирует с растворами солей тяжелых металлов , образуя нерастворимые гидроксиды.

Например , водный раствор аммиака реагирует с сульфатом железа (II) с образованием сульфата аммония и гидроксида железа (II):

4. Соли и гидроксиды меди, никеля, серебра растворяются в избытке аммиака, образуя комплексные соединения – аминокомплексы.

Например , хлорид меди (II) реагирует с избытком аммиака с образованием хлорида тетрамминомеди (II):

Гидроксид меди (II) растворяется в избытке аммиака:

5. Аммиак горит на воздухе , образуя азот и воду:

Если реакцию проводить в присутствии катализатора (Pt), то азот окисляется до NO:

6. За счет атомов водорода в степени окисления +1 аммиак может выступать в роли окислителя , например в реакциях с щелочными, щелочноземельными металлами, магнием и алюминием . С металлами реагирует только жидкий аммиак.

Например , жидкий аммиак реагирует с натрием с образованием амида натрия:

Также возможно образование Na₂NH, Na₃N.

При взаимодействии аммиака с алюминием образуется нитрид алюминия:

2NH₃ + 2Al → 2AlN + 3H₂

7. За счет азота в степени окисления -3 аммиак проявляет восстановительные свойства. Может взаимодействовать с сильными окислителями — хлором, бромом, пероксидом водорода, пероксидами и оксидами некоторых металлов. При этом азот окисляется, как правило, до простого вещества.

Например , аммиак окисляется хлором до молекулярного азота:

Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота:

Оксиды металлов , которые в электрохимическом ряду напряжений металлов расположены справа — сильные окислители. Поэтому они также окисляют аммиак до азота.

Например , оксид меди (II) окисляет аммиак:

2NH₃ + 3CuO → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Источник