Аміачна вода: формула, отримання, застосування

Аміачна вода знаходить широке застосування в якості реагенту в синтезі різних речовин, а також як добриво у сільському господарстві. Найбільший ефект досягається при одночасному її внесення в ґрунт з органікою. Основний промисловий спосіб отримання речовини — насичення води парами аміаку.

Опис

Аміачна вода (синоніми: гідрат аміаку, гідроокис амонію) являє собою водний розчин аміаку, в якому він присутній в основному у вигляді гідроксиду амонію. Концентрація аміаку зазвичай становить 22 або 25 %.

Хімічна формула аміачної води така: NH3H2O.

За зовнішнім виглядом речовина являє собою безбарвну або світло-жовту рідину з різким запахом нашатирного спирту. Розчин зберігають герметично укупоренным в приміщеннях, захищених від впливу атмосфери. Слід уникати контакту тари з джерелами тепла і прямими сонячними променями.

Види

В залежності від цілей використання це речовина випускають двох марок:

  • А — для застосування в різних галузях. Виготовлення розчину виробляється з допомогою парового конденсату або хімічно очищеної води.
  • Б — для потреб сільського господарства (більш низького ступеня чистоти).
  • Вимоги до технічного аміаку марки А викладені в ГОСТ 9-92. Існує також державний стандарт, що регламентує характеристики цієї речовини, що застосовується в хімії в якості реактивів (ГОСТ 3760-79). Згідно з цим документом виділяють 3 ступеня чистоти розчину: х. ч. (хімічно чистий), ч. д. а. (чистий для аналізів), ч. (чистий).

    Отримання

    Отримання аміачної води проводиться кількома способами:

  • Випаровування рідкого аміаку і поглинанням його парів в абсорбері з рідинним рециклом. Перед подачею в сховище готовий продукт охолоджується низькотемпературним холодоносієм.
  • Змішуванням зрідженого аміаку з водою (без його випаровування) під тиском. Обидві речовини подаються в змішувач за допомогою насосів.
  • Упорскуванням концентрованого рідкого аміаку в реактор зі швидкістю до 12,5 м/с і подачею води зі швидкістю до 6 м/с. Така технологія дозволяє неперервно отримувати гідроксид амонію.
  • Перший спосіб є найбільш поширеним. Застосовуваний при цьому аміак може бути отриманий синтетичним шляхом або при коксуванні кам’яного вугілля в печах. Реакція синтезу оборотна. В ході утворення продукту виділяється тепло, для усунення якого використовують холодильники, охолоджувані оборотною водою. У розчинах гідроксид амонію знаходиться в рівновазі з аміаком. З цієї причини рідина має характерний аміачний запах.

    Фізичні властивості

    Основними фізичними характеристиками цієї речовини є наступні:

    • щільність аміачної води (25 % розчин, температура +15 С) — 910-930 кг/м3;
    • молярна маса — 35,046 г/моль;
    • тиск парів аміаку (при температурі +40 С) — 1 атм.;
    • щільність парів — 0,59 г/см3;
    • температура, при якій відбувається випадання твердої фази — -31…-53,9;
    • температура самозаймання — 651 С.

    При транспортуванні і зберіганні аміак здатний випаровуватися, в результаті спостерігається втрата азоту в складі з’єднання.

    Чавун і чорні метали, гума та алюміній стійкі до впливу гідроксиду амонію. Кольорові метали та їх сплави при контакті з ним кородують.

    Хімічні властивості

    До основних хімічними параметрами речовини відносяться:

    • слабкі основні властивості внаслідок дисоціації у воді на катіони амонію і аніони гідроксиду (-ОН);
    • забарвлення індикаторів: лакмусовий папір — синій, фенолфталеїн — малиновий;
    • розчин бурхливо реагує при контакті з концентрованими кислотами, сильними окислювачами, альдегидом акрилової кислоти, галогенами, диметилсульфатом (з вибухом), азотнокислим сріблом, ртуттю.

    В нормальних умовах продукт хімічно стабільний. При взаємодії з кислотами аміачна вода утворює відповідні солі амонію.

    Техніка безпеки при роботі з речовиною

    Сам по собі водний розчин аміаку є негорючою і вибухобезпечним рідиною, але при виділенні парів аміаку в приміщеннях можуть накопичуватися вибухонебезпечні концентрації. Навіть в малих концентраціях вони викликають такі негативні реакції з боку організму людини:

    • рясне сльозотеча;
    • сильний кашель;
    • задуха;
    • риніт;
    • запаморочення;
    • роз’їдання шлунково-кишкового тракту при ковтанні;
    • опік слизових оболонок;
    • набряк легенів при накопиченні в них парів (внаслідок тривалого вдихання протягом 48 годин), що в кінцевому підсумку може призвести до смерті.

    Тому при роботі з цією речовиною дотримуються таких заходів безпеки:

    • використання витяжної шафи;
    • герметизація технологічного обладнання і тари;
    • використання засобів індивідуального захисту-гумових рукавичок, спецодягу, протигазів і захисних окулярів.

    Це з’єднання є токсичним для флори і фауни водойм.

    Де використовується водний розчин аміаку?

    10 % аміачний розчин у воді — це всім відома «нашатырка», або нашатирний спирт. В медицині його традиційно використовували при непритомності. У побуті це з’єднання застосовують у наступних цілях:

    • чищення ювелірних виробів з срібла;
    • мийка вікон і інших глянцевих, дзеркальних поверхонь (для усунення розлучень);
    • видалення плям на тканинах;
    • усунення неприємних запахів у холодильнику.

    Існують також інші галузі використання цього з’єднання:

    • хімічна промисловість — виробництво соди, марганцю, азотної кислоти, феросплавів, полімерних матеріалів та барвників;
    • військова промисловість — виготовлення вибухових речовин;
    • харчова промисловість — добавка E527 (емульгатор);
    • текстильна промисловість — фарбування тканин;
    • виробництво холодильної техніки — холодоагент;
    • будівництво — протиморозна і антикорозійна добавка в залізобетонних конструкціях;
    • інші галузі — сріблення дзеркал, виготовлення светокопировальных матеріалів.

    Застосування аміачної води в сільському господарстві

    Гідрат аміаку — дешевий і ефективний джерело азоту для сільськогосподарських культур, особливо необхідний в період їх вегетативного росту. Рослини найкраще засвоюють цей елемент у вигляді солей азотної кислоти і солей амонію. При поглинанні аміаку частинками грунту він дисоціює на катіони амонію і іони нітратів. Аміачний азот має високу ступінь рухливості в грунті і легко мігрує з його рідкою фазою.

    Існують наступні особливості використання аміачної води як добрива:

  • Період внесення в грунт восени під оранку землі (вересень), навесні — під передпосівне розпушування (квітень), підживлення культур з великими площами живлення протягом усього літа (кукурудза, буряк та інші).
  • Застосування можливе на всіх видах грунтів. Особливо ефективно використання добрива на ґрунтах з важким механічним складом, так з легкої грунту аміак швидко випаровується.
  • Не рекомендується застосовувати гідрату амонію на одному і тому ж місці поспіль протягом декількох років, оскільки він підвищує мінералізацію грунту. Це сприяє зменшенню вмісту органіки в ній.
  • На легких грунтах добрива краще вносити навесні. Земля повинна прогрітися до температури не менше +10 С.
  • Водний аміак необхідно закладати глибоко в грунт (на 10 і 15 см у важку та легку відповідно). Поверхневе внесення неприпустимо, щоб запобігти випаровування аміаку. Для цього в сільському господарстві використовують спеціальні машини. Можна цю процедуру проводити також одночасно з поливом в прохолодну погоду.
  • Таке добриво дозволяє отримати високий врожай і зберегти родючість землі. Його вплив на характеристики грунту також полягає в наступному:

  • Аміачна вода підкислює грунт, тому для її нейтралізації необхідно вносити карбонат кальцію CaCO3 (в розрахунку 0,3 ц на 1 ц гідрату амонію).
  • Після підгодівлі в зоні поширення добрива спостерігається зниження кількості мікроорганізмів. Через 6-8 тижнів після того, як аміак перетвориться в нітрати, їх число збільшується в результаті зростання рослинних залишків. Те ж спостерігається з дощовими хробаками.
  • Крім цього, аміачну воду в сільському господарстві застосовують для амонізациі кормів і антисептичної обробки приміщень.