Výroba amoniaku v laboratórnom a priemyselnom meradle

Amoniak (NH3) je chemická látkavodíková zlúčenina s dusíkom. Dostal jeho meno z gréckeho slova "hals ammniakos" alebo latinsky "sal ammoniacus", ktorý sa prekladá samostatne - "amoniak". Práve táto látka sa nazýva chlorid amónny, ktorý sa získal v líbyjskej púšti v oáze amoniaku.

Amoniak sa považuje za veľmi toxickú látku,Môže dráždiť sliznice očí a dýchacích ciest. Primárne príznaky otravy amoniakom sú hojné slzenie, dyspnoe a pneumónia. Ale súčasne je amoniak hodnotnou chemickou látkou, ktorá sa široko používa na výrobu anorganických kyselín, napríklad dusičnanov, kyanidov a močoviny a soli obsahujúce dusík. Kvapalný amoniak je vynikajúcou pracovnou látkou v chladiacich nádobách a strojoch, pretože má vysokú špecifickú odpaľovaciu teplo. Vodné roztoky amoniaku sa používajú ako kvapalné hnojivá, ako aj na amoniakovanie superfosfátov a tukových zmesí.

Výroba amoniaku z výfukových plynov v procese koksovania uhlia je najstaršou a najdostupnejšou metódou, ale doteraz je zastaraná a prakticky sa nepoužíva.

Moderný a základný spôsob jevýroba amoniaku v priemysle na základe Haberovho procesu. Jej podstatou je priama interakcia dusíka a vodíka, ku ktorej dochádza v dôsledku premeny uhľovodíkových plynov. Surovina sa zvyčajne zobrazujú zemný plyn, rafinérske plyny, ropné plyny prechádzajúce zvyškové plyny z výroby acetylénu. Spôsob výroby konverzie amoniaku spočíva v rozklade metánu a jeho homológov s vysokou teplotou zložiek vodíka a oxidu uhoľnatého s oxidanty - kyslíka a vodnej pary. Súčasne sa s premeneným plynom zmieša vzduch obohatený kyslíkom alebo atmosférický vzduch. Spočiatku sa reakčná výrobu amoniaku na základe premeneného zemného plynu prúdi zo zdroja tepla, ale so znížením objemu východiskových produktov reakcie:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 45,9 kJ

Výroba amoniaku v priemyselnom meradlesa uskutočňuje s použitím katalyzátora a za umelo vytvorených podmienok, ktoré umožňujú zvýšiť výťažok hotového výrobku. V atmosfére, kde prebieha výroba amoniaku, sa tlak zvyšuje na 350 atmosfér a teplota stúpa na 500 stupňov Celzia. Za týchto podmienok je výťažok amoniaku asi 30%. Plyn sa z reakčnej zóny odstráni chladiacim spôsobom a dusík a vodík, ktoré sa nereagovali, sa nevrátia do syntetickej kolóny a môžu sa znova zúčastňovať na reakciách. Počas syntézy je veľmi dôležité očistiť zmes plynov z katalytických jedov, látky, ktoré môžu negovať účinok katalyzátorov. Takéto látky sú vodná para, CO, As, P, Se, O2, S.

Ako katalyzátor pri syntéze dusíkaa vodík je porézne železo s nečistotami hliníka a oxidov draselných. Iba táto látka, zo všetkých 20 tisíc predtým vyskúšaných, umožňuje dosiahnuť rovnovážny stav reakcie. Tento princíp získania amoniaku je považovaný za najúspornejší.

Výroba amoniaku v laboratóriu je založená na technológii jeho premiestňovania z amónnych solí so silnými zásadami. Schématicky je táto reakcia nasledovná:

2NH4C1 + Ca (OH) 2 = 2NH3 ↑ + CaCl2 + 2H2O

alebo

NH4CI + NaOH = NH3 + + NaCI + H20

Ak chcete odstrániť prebytočnú vlhkosť a vypustiť amoniak,prechádza zmesou hydroxidu sodného a vápna. Výroba veľmi suchého amoniaku sa dosiahne rozpustením kovového sodíka a potom destiláciou zmesi. Najčastejšie sa takéto reakcie uskutočňujú v uzatvorenom kovovom systéme vo vákuu. Taký systém musí odolávať vysokému tlaku, ktorý sa dosiahne vylučovaním výparov amoniaku až do 10 atmosfér pri izbovej teplote.