Amonijak
| |||
Nazivi | |||
---|---|---|---|
IUPAC naziv
Amonijak (engl. azane)
| |||
Drugi nazivi
hidrogen-nitrid
| |||
Identifikacija | |||
3D model (Jmol)
|
|||
3DMet | B00004 | ||
Bajlštajn | 3587154 | ||
ChEBI | |||
ChemSpider | |||
ECHA InfoCard | 100.028.760 | ||
EC broj | 231-635-3 | ||
Gmelin Referenca | 79 | ||
KEGG[1] | |||
MeSH | Ammonia | ||
RTECS | BO0875000 | ||
UNII | |||
UN broj | 1005 | ||
| |||
| |||
Svojstva | |||
NH3 | |||
Molarna masa | 17,031 g/mol | ||
Agregatno stanje | Bezbojan gas | ||
Miris | jak opor zadah | ||
Gustina | 0,86 kg/m3 (1,013 bar на тачки кључања) 0,769 kg/m3 (STP)[4] | ||
Tačka topljenja | −77,73 °C (−107,91 °F; 195,42 K) (Trojna tačka na 6,060 kPa, 195,4 K) | ||
Tačka ključanja | −33,34 °C (−28,01 °F; 239,81 K) | ||
Kritična tačka (T, P) | 132,4 °C (405,5 K), 111,3 atm (11.280 kPa) | ||
47% w/w (0 °C) 31% w/w (25 °C) 18% w/w (50 °C)[7] | |||
Rastvorljivost | rastvoran u hloroformu, etru, etanolu, metanolu | ||
Napon pare | 857,3 kPa | ||
Kiselost (pKa) | 32,5 (−33 °C),[8] 10,5 (DMSO) | ||
Baznost (pKb) | 4,75 | ||
Konjugovana kiselina | Amonijum | ||
Konjugovana baza | Azanid | ||
Magnetna susceptibilnost | −18,0·10−6 cm³/mol | ||
Indeks refrakcije (nD) | 1,3327 | ||
Viskoznost | 0,276 cP (−40 °C) | ||
Struktura | |||
C3v | |||
Oblik molekula (orbitale i hibridizacija) | trigonalna piramida | ||
Dipolni moment | 1,42 D | ||
Opasnosti | |||
Bezbednost prilikom rukovanja | ICSC 0414 (anhidridan) | ||
GHS piktogrami | [9] | ||
H221, H280, H314, H331, H400[9] | |||
P210, P261, P273, P280, P305+351+338, P310[9] | |||
NFPA 704 | |||
Tačka paljenja | zapaljiv gas | ||
651 °C (1.204 °F; 924 K) | |||
Eksplozivni limiti | 15–28% | ||
Smrtonosna doza ili koncentracija (LD, LC): | |||
LD50 (srednja doza)
|
0,015 mL/kg (čovek, oralno) | ||
LC50 (srednja koncetracija)
|
40.300 ppm (pacov, 10 min) 28.595 ppm (pacov, 20 min) 20.300 ppm (pacov, 40 min) 11.590 ppm (pacov, 1 h) 7338 ppm (pacov, 1 h) 4837 ppm (miš, 1 h) 9859 ppm (kunić, 1 h) 9859 ppm (mačka, 1 h) 2000 ppm (pacov, 4 h) 4230 ppm (miš, 1 h)[10] | ||
LCLo (najniža objavljena)
|
5000 ppm (sisari, 5 min) 5000 ppm (čovek, 5 min)[10] | ||
Granice izloženosti zdravlja u SAD (NIOSH):[11] | |||
PEL (dozvoljeno)
|
50 ppm (25 ppm ACGIH- TLV; 35 ppm STEL) | ||
REL (preporučeno)
|
TWA 25 ppm (18 mg/m³) ST 35 ppm (27 mg/m³) | ||
IDLH (trenutna opasnost)
|
300 ppm | ||
Srodna jedinjenja | |||
Drugi anjoni
|
amonijum-hidroksid (NH4OH) | ||
Drugi katjoni
|
Fosfin, arsin, stibin | ||
Srodna nitrogen hydrides
|
Hidrazin, Hydrazoic acid, amonijum-hlorid (NH4Cl) | ||
Srodna jedinjenja
|
Amonijum hidroksid, hidroksilamin, hloroamin | ||
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25°C [77°F], 100 kPa). | |||
Reference infokutije | |||
Amonijak ili azan je hemijsko jedinjenje azota i vodonika sa molekulskom formulom NH3.[12] Pri normalnim uslovima amonijak je gas oštrog, karakterističnog mirisa, lakši od vazduha i lako rastvoran u vodi. Amonijak je otrovan gas. On je korozivan za neke materije.
Molekul amonijaka ima trigonalno-piramidnu strukturu, prema predviđanjima VSEPR teorije. Takva struktura daje molekulu polarni moment i čini je polarnom, zbog čega je amonijak lako rastvoran u vodi. Atom azota u molekulu ima jedan slobodan elektronski par, pa se amonijak ponaša kao baza.[13][14][15] To znači da u vodenom rastvoru može da preuzme proton od molekula vode, kada nastaje hidroksidni anjon i jedan amonijumski katjon (NH4+) koji ima oblik pravilnog tetraedra. Stepen do kog amonijak stvara amonijumove jone zavisi od pH vrednosti rastvora: pri pH ~ 7 disocirano je oko 99% molekula amonijaka. Glavna primena amonijaka je u proizvodnji đubriva, eksploziva i polimera. Takođe je sastojak kućnih sredstava za čišćenje.[16][17][12]
U malim količinama, amonijaka ima i u atmosferi, gde nastaje zbog procesa raspadanja azotnih materija životinjskog i biljnog porekla. Amonijak i amonijeve soli nalaze se u malim količinama u kišnici, dok se amonijum hlorid (salmijak) i amonijum sulfat nalaze u blizini vulkana, a kristali amonijum bikarbonata su pronađeni u patagonskom guanu, odnosno fosilnim ostacima ptičjeg izmeta. Amonijeve soli su široko rasprostranjene u plodnoj zemlji svih područja i u morskoj vodi. Materije koje sadrže amonijak ili koje su mu slične zovu se amonijalkali.[18][19][20][21][22]
Istorija
[uredi | uredi izvor]Ime amonijak (lat. ammoniacus) dobio je po kraju blizu Amonova hrama u Libiji, gde su se dobijale amonijeve soli.
Soli amonijaka bile su poznate iz vrlo ranih epoha, budući da se izraz Hammoniacus sal javlja u spisima Plinija. Nije poznato, međutim, da li taj izraz ima identičan smisao s novijim izrazom sal-ammoniac, u kom obliku je amonijak je bio poznat i alkemičarima, još u 13. veku, a spominjao ga je Albert Veliki. U srednjem veku, bio je upotrebljavan i kao boja u vidu fermentisanog urina, i za izmenu boja biljnog porekla. U 15. veku, Vasil Valentajn je dokazao da se amonijak može dobiti delovanjem alkalija na sal-amonijak. U kasnijem razdoblju, kada je sal-amonijak dobijan destilacijom papaka i rogova bikova i neutralisanjem nastalog karbonata sa hlorovodičnom kiselinom, ime „duh jelenskog roga” odnosilo se na amonijak. U gasovitom obliku, amonijak je prvi izolovao Džozef Pristli 1774. godine i dao mu ime „alkalni vazduh”. Jedanaest godina kasnije, 1785. godine, Klod Luj Bertole je utvrdio njegov sastav.
Haberov proces proizvodnje amonijaka iz azota koji se nalazi u vazduhu, razvili su Fric Haber[12] i Karl Boš 1909. godine, a patentiran je 1910. U industrijskim razmerima, taj proces su prvi koristili Nemci tokom Prvog svetskog rata, rešavajući problem nedostatka nitrata iz Čilea, zbog savezničke blokade. Amonijak su koristili za dobijanje eksploziva da bi podržali i svoje ratne ciljeve.
Amonijak koji je u komercijalnom prometu se naziva „bezvodni amonijak”. On se razlikuje od rastvora amonijak hidroksida, koji se ponekad naziva „kućni amonijak”.
Osobine
[uredi | uredi izvor]Molekuli amonijaka imaju oblik pravilnog tetraedra. Ova forma i daje molekulu veliki dipolni momenat i, pored razlika u elektronegativnosti, uzrok je što je amonijak polaran. Usled polarnosti amonijak je rastvorljiv u polarnim protočnim neorganskim rastvaračima kao što je voda.[23][24]
Azotov atom u molekulu ima jedan slobodan elektronski par, pa se amonijak ponaša kao Luisova baza. U kiselom ili neutralnom vodenom rastvoru amonijak može da se sjedini sa hidronijum jonom (H3O+), pri pri čemu se oslobađa molekul vode (H2O) i formira pozitivno naelektrisan amonijum jon (NH4+) koji ima oblik pravilnog tetraedra. Formiranje amonijum jona zavisi od pH vrednosti rastvora.
Osobina | Vrednost |
---|---|
Broj akceptora vodonika | 1 |
Broj donora vodonika | 1 |
Broj rotacionih veza | 0 |
Particioni koeficijent[25] (ALogP) | -0,3 |
Rastvorljivost[26] (logS, log(mol/L)) | 1,5 |
Polarna površina[27] (PSA, Å2) | 35,0 |
Primena
[uredi | uredi izvor]Najvažnija oblast u kojoj se koristi amonijak je proizvodnja azotne kiseline Ostvaldovim metodom. Takođe koristi se za proizvodnju azot(II)-oksida, koji je ujedno i prvo prekursorsko jedinjenje u proizvodnji nitratne kiseline.
Amonijak se upotrebljava u proizvodnji veštačkih đubriva, eksploziva i polimera. Takođe amonijak je i sastojak nekih deterdženata za staklo.
Tečan amonijak se koristi i kao rastvarač. Takođe amonijak se primenjuje u rashladnim uređajima.
Dobijanje i rasprostranjenost
[uredi | uredi izvor]Može se dobiti direktnom sintezom azota i vodonika (Haber-Bošova sinteza):
Takođe može se dobiti dejstvom kalcijum oksida na amonijum-hlorid, kao i dejstvom vode na magnezijum-nitrid:
U atmosferi se nalazi u veoma malim količinama a nastaje procesom raspada životinjskih ili biljnih materija. Amonijum hlorid i amonijum sulfat su nađeni u vulkanskim oblastima na. Kristali amonijum bikarbonata se nalaze u izmetu nekih morskih ptica nekih slepih miševa (guano). Amonijumove soli se mogu sresti i u morskoj vodi. Supstance koi sadrže amonijak ili su slične njemu nazivaju se amonijačne supstance.
Rastvorljivost soli
[uredi | uredi izvor]Rastvorljivost (broj grama na 100 g amonijaka) | |
---|---|
Amonijum acetat | 253.2 |
Amonijum nitrat | 389.6 |
Litijum nitrat | 243.7 |
Natrijum nitrat | 97.6 |
Kalijum nitrat | 10.4 |
Natrijum fluorid | 0.35 |
Natrijum hlorid | 3.0 |
Natrijum bromid | 138.0 |
Natrijum jodid | 161.9 |
Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ Joanne Wixon; Douglas Kell (2000). „Website Review: The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes — KEGG”. Yeast. 17 (1): 48—55. doi:10.1002/(SICI)1097-0061(200004)17:1<48::AID-YEA2>3.0.CO;2-H.
- ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.
- ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1.
- ^ „Gases – Densities”. Pristupljeno 3. 3. 2016.
- ^ Yost, Don M. (2007). „Ammonia and Liquid Ammonia Solutions”. Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. str. 132. ISBN 978-1-4067-7302-6.
- ^ Blum, Alexander (1975). „On crystalline character of transparent solid ammonia”. Radiation Effects and Defects in Solids. 24 (4): 277—279. Bibcode:1975RadEf..24..277B. doi:10.1080/00337577508240819.
- ^ Budavari, Susan, ur. (1996). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (12th izd.). Merck. ISBN 978-0-911910-12-4.
- ^ Perrin, D. D., Ionisation Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution; 2nd Ed., Pergamon Press: Oxford, 1982.
- ^ a b v Sigma-Aldrich Co. Retrieved on 20. 7. 2013.
- ^ a b „Ammonia”. Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
- ^ NIOSH Džepni vodič hemijskih hazarda. „#0028”. Nacionalni institut za bezbednost i zdravlje na radu (NIOSH).
- ^ a b v Mišić, Milan, ur. (2005). Enciklopedija Britanika. A-B. Beograd: Narodna knjiga : Politika. str. 44. ISBN 86-331-2075-5.
- ^ Whitten, Kenneth W.; Gailey, Kenneth D.; Davis, Raymond E. (1992). General Chemistry. Saunders College Pub. ISBN 978-0-03-072373-5.
- ^ Petrucci R.H., Harwood W.S. and Herring F.G. (2002): General Chemistry, 8th Ed. Prentice-Hall. . New York. ISBN 978-0-13-014329-7.
- ^ Laidler K. J. (1978): Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings, Menlo Park. Laidler, Keith James (1978). Physical Chemistry with Biological Applications. Benjamin/Cummings Publishing Company. ISBN 978-0-8053-5680-9.
- ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. 2005. ISBN 978-9958-9344-1-4.
- ^ Voet D., Voet J. (1995): Biochemistry, 2nd Ed. Wiley, http://www.wiley.com/college/math/chem/cg/sales/voet.html.
- ^ Guyton, Arthur C.; Hall, John Edward (2006). Textbook of Medical Physiology (11th изд.). St. Louis, Mo.: Elsevier España. ISBN 978-0-7216-0240-0.
- ^ Hadžiselimović, Rifat; Maslić E. (1999). Osnovi etologije: Biologija ponašanja životinja i ljudi. Sarajevo-Publishing. ISBN 978-9958-21-091-4.
- ^ Nelson, D. L.; Cox M. M. (2013). Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Co. ISBN 978-1-4641-0962-1.
- ^ Atkins P., de Paula J. (2006): Physical chemistry, 8th Ed. W. H. Freeman, San Francisco. Atkins, Peter; Paula, Julio de (10. 3. 2006). Physical Chemistry. Macmillan. ISBN 978-0-7167-8759-4.
- ^ Binder H. H. (1999): Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart. Binder, Harry H. (1999). Lexikon der chemischen Elemente: Das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten. Hirzel. ISBN 978-3-7776-0736-8.
- ^ Lide David R., ур. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0487-3.
- ^ Susan Budavari, ur. (2001). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (13th izd.). Merck Publishing. ISBN 0911910131.
- ^ Ghose, A.K.; Viswanadhan V.N. & Wendoloski, J.J. (1998). „Prediction of Hydrophobic (Lipophilic) Properties of Small Organic Molecules Using Fragment Methods: An Analysis of AlogP and CLogP Methods”. J. Phys. Chem. A. 102: 3762—3772. doi:10.1021/jp980230o.
- ^ Tetko, I. V.; Tanchuk, V. Y.; Kasheva, T. N.; Villa, A. E. (2001). „Estimation of aqueous solubility of chemical compounds using E-state indices”. Journal of Chemical Information and Computer Sciences. 41 (6): 1488—1493. PMID 11749573. doi:10.1021/ci000392t.
- ^ Ertl, Peter; Rohde, Bernhard; Selzer, Paul (2000). „Fast Calculation of Molecular Polar Surface Area as a Sum of Fragment-Based Contributions and Its Application to the Prediction of Drug Transport Properties”. Journal of Medicinal Chemistry. 43 (20): 3714—3717. PMID 11020286. doi:10.1021/jm000942e.
Literatura
[uredi | uredi izvor]- Nelson, D. L.; Cox M. M. (2013). Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Co. ISBN 978-1-4641-0962-1.
- Budavari, Susan, ur. (1996). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (12th izd.). Merck. ISBN 978-0-911910-12-4.
- Yost, Don M. (2007). „Ammonia and Liquid Ammonia Solutions”. Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. str. 132. ISBN 978-1-4067-7302-6.
- Holleman A. F.; Wiberg E. (2001). Inorganic Chemistry (1st izd.). San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
- Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
- „Aqua Ammonia”. airgasspecialtyproducts.com. Arhivirano iz originala 19. 11. 2010. g. Pristupljeno 28. 11. 2010.
- javnom vlasništvu: Chisholm, Hugh, ur. (1911). „Ammonia”. Encyclopædia Britannica (na jeziku: engleski). 1 (11 izd.). Cambridge University Press. str. 861—863. Ovaj članak uključuje tekst iz publikacije koja je sada u
- Clark, Jim (april 2013) [2002]. „THE HABER PROCESS” (na jeziku: engleski). Pristupljeno 15. 12. 2018.
- Bretherick, L., ur. (1986). Hazards in the Chemical Laboratory (4th izd.). London: Royal Society of Chemistry. ISBN 978-0-85186-489-1. OCLC 16985764.
- Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II izd.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
Spoljašnje veze
[uredi | uredi izvor]- Hemijska vikipedija (na engleskom)
- International Chemical Safety Card 0414 (anhydrous ammonia), ilo.org.
- International Chemical Safety Card 0215 (aqueous solutions), ilo.org.
- PubChem {{{1}}}
- „Ammoniac et solutions aqueuses” (na jeziku: francuski). Institut National de Recherche et de Sécurité. Arhivirano iz originala 11. 12. 2010. g.
- Emergency Response to Ammonia Fertilizer Releases (Spills) for the Minnesota Department of Agriculture.ammoniaspills.org
- National Institute for Occupational Safety and Health – Ammonia Page, cdc.gov
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Ammonia, cdc.gov
- Ammonia, video