Аммиачная вода находит широкое применение в качестве реагента в синтезе различных веществ, а также как удобрение в сельском хозяйстве. Наибольший эффект достигается при одновременном ее внесении в почву с органикой. Основной промышленный способ получения вещества — насыщение воды парами аммиака.
Описание
Аммиачная вода (синонимы: гидрат аммиака, гидроокись аммония) представляет собой водный раствор аммиака, в котором он присутствует в основном в виде гидроксида аммония. Концентрация аммиака обычно составляет 22 или 25 %.
Химическая формула аммиачной воды такая: NH3H2O.
По внешнему виду вещество представляет собой бесцветную или светло-желтую жидкость с резким запахом нашатырного спирта. Раствор хранят герметично укупоренным в помещениях, защищенных от воздействия атмосферы. Следует избегать контакта тары с источниками тепла и прямыми солнечными лучами.
Виды
В зависимости от целей использования это вещество выпускают двух марок:
- А — для применения в различных отраслях. Изготовление раствора производится с помощью парового конденсата или химически очищенной воды.
- Б — для нужд сельского хозяйства (более низкой степени чистоты).
Требования к техническому аммиаку марки А изложены в ГОСТ 9-92. Существует также государственный стандарт, регламентирующий характеристики этого вещества, применяемого в химии в качестве реактивов (ГОСТ 3760-79). Согласно этому документу выделяют 3 степени чистоты раствора: х. ч. (химически чистый), ч. д. а. (чистый для анализов), ч. (чистый).
Получение
Получение аммиачной воды производится несколькими способами:
- Испарением жидкого аммиака и поглощением его паров в абсорбере с жидкостным рециклом. Перед подачей в хранилище готовый продукт охлаждается низкотемпературным хладоносителем.
- Смешиванием сжиженного аммиака с водой (без его испарения) под давлением. Оба вещества подаются в смеситель при помощи насосов.
- Впрыскиванием концентрированного жидкого аммиака в реактор со скоростью до 12,5 м/с и подачей воды со скоростью до 6 м/с. Такая технология позволяет непрерывно получать гидроксид аммония.
Первый способ является наиболее распространенным. Применяемый при этом аммиак может быть получен синтетическим путем или при коксовании каменного угля в печах. Реакция синтеза обратима. В ходе образования продукта выделяется тепло, для устранения которого используют холодильники, охлаждаемые оборотной водой. В растворах гидроксид аммония находится в равновесии с аммиаком. По этой причине жидкость имеет характерный аммиачный запах.
Физические свойства
Основными физическими характеристиками этого вещества являются следующие:
- плотность аммиачной воды (25 % раствор, температура +15 ˚С) — 910-930 кг/м3;
- молярная масса — 35,046 г/моль;
- давление паров аммиака (при температуре +40 ˚С) — 1 атм.;
- плотность паров — 0,59 г/см3;
- температура, при которой происходит выпадение твердой фазы — -31…-53,9 ˚С;
- температура самовоспламенения — 651 ˚С.
При транспортировке и хранении аммиак способен улетучиваться, в результате наблюдается потеря азота в составе соединения.
Чугун и черные металлы, резина и алюминий устойчивы к воздействию гидроксида аммония. Цветные металлы и их сплавы при контакте с ним корродируют.
Химические свойства
К основным химическим параметрам вещества относятся:
- слабые основные свойства вследствие диссоциации в воде на катионы аммония и анионы гидроксида (-ОН);
- окраска индикаторов: лакмусовая бумага — синий, фенолфталеин — малиновый;
- раствор бурно реагирует при контакте с концентрированными кислотами, сильными окислителями, альдегидом акриловой кислоты, галогенами, диметилсульфатом (со взрывом), азотнокислым серебром, ртутью.
В нормальных условиях продукт химически стабилен. При взаимодействии с кислотами аммиачная вода образует соответствующие соли аммония.
Техника безопасности при работе с веществом
Сам по себе водный раствор аммиака является негорючей и невзрывоопасной жидкостью, но при выделении паров аммиака в помещениях могут скапливаться взрывоопасные концентрации. Даже в малых концентрациях они вызывают следующие негативные реакции со стороны организма человека:
- обильное слезотечение;
- сильный кашель;
- удушье;
- ринит;
- головокружение;
- разъедание желудочно-кишечного тракта при проглатывании;
- ожог слизистых оболочек;
- отек легких при накоплении в них паров (в результате длительного вдыхания в течение 48 часов), что в конечном итоге может привести к смерти.
Поэтому при работе с этим веществом соблюдают следующие меры предосторожности:
- использование вытяжного шкафа;
- герметизация технологического оборудования и тары;
- использование средств индивидуальной защиты: резиновых перчаток, спецодежды, противогазов и защитных очков.
Это соединение является также токсичным для флоры и фауны водоемов.
Где используется водный раствор аммиака?
10 % аммиачный раствор в воде — это всем известная «нашатырка», или нашатырный спирт. В медицине его традиционно использовали при обмороках. В быту это соединение применяют в следующих целях:
- чистка ювелирных изделий из серебра;
- мойка окон и других глянцевых, зеркальных поверхностей (для устранения разводов);
- удаление пятен на тканях;
- устранение неприятных запахов в холодильнике.
Существуют также другие области использования этого соединения:
- химическая промышленность — производство соды, марганца, азотной кислоты, ферросплавов, полимерных материалов и красителей;
- военная промышленность — изготовление взрывчатых веществ;
- пищевая промышленность — добавка Е527 (эмульгатор);
- текстильная промышленность — крашение тканей;
- производство холодильной техники — хладагент;
- строительство — противоморозная и антикоррозионная добавка в железобетонных конструкциях;
- другие отрасли — серебрение зеркал, изготовление светокопировальных материалов.
Применение аммиачной воды в сельском хозяйстве
Гидрат аммиака — дешевый и эффективный источник азота для сельскохозяйственных культур, особенно необходимый в период их вегетативного роста. Растения лучше всего усваивают этот элемент в виде солей азотной кислоты и солей аммония. При поглощении аммиака частицами почвы он диссоциирует на катионы аммония и ионы нитратов. Аммиачный азот имеет высокую степень подвижности в грунте и легко мигрирует с его жидкой фазой.
Существуют следующие особенности использования аммиачной воды в качестве удобрения:
- Период внесения в почву — осенью под перепашку земли (сентябрь), весной — под предпосевное рыхление (апрель), подкормка культур с большими площадями питания в течение всего лета (кукуруза, свекла и другие).
- Применение возможно на всех видах почв. Особенно эффективно использование удобрения на грунтах с тяжелым механическим составом, так из легкой почвы аммиак быстро улетучивается.
- Не рекомендуется применять гидрат аммония на одном и том же месте подряд в течение нескольких лет, поскольку он повышает минерализацию почвы. Это способствует уменьшению содержания органики в ней.
- На легких почвах удобрение лучше вносить весной. Земля должна прогреться до температуры не менее +10 ˚С.
- Водный аммиак необходимо заделывать глубоко в почву (на 10 и 15 см в тяжелую и легкую соответственно). Поверхностное внесение недопустимо, чтобы предотвратить испарение аммиака. Для этого в сельском хозяйстве используют специальные машины. Можно эту процедуру проводить также одновременно с поливом в прохладную погоду.
Такое удобрение позволяет получить высокий урожай и сохранить плодородие земли. Его влияние на характеристики почвы также заключается в следующем:
- Аммиачная вода подкисляет почву, поэтому для ее нейтрализации необходимо вносить карбонат кальция CaCO3 (в расчете 0,3 ц на 1 ц гидрата аммония).
- После подкормки в зоне распространения удобрения наблюдается снижение количества микроорганизмов. Через 6-8 недель после того, как аммиак превратится в нитраты, их число увеличивается в результате роста растительных остатков. То же наблюдается с дождевыми червями.
Кроме этого, аммиачную воду в сельском хозяйстве применяют для аммонизации кормов и антисептической обработки помещений.
А ЧТО ВЫ ДУМАЕТЕ ОБ ЭТОМ?