آمونیاک ماده ای است به شکل گاز که قابلیت مایع شدن دارا می باشد. به منظور اینکه بتوانیم آن را در حالت مایع حفظ کنیم بایستی در دمای پایین و یا تحت فشار بالا نگهداری شود.
همچنین امکان انحلال پذیری بالایی در آب داشته و تولید هیدروکسید آمونیوم می نماید. آمونیاک به دلیل اینکه دارای اتم نیتروژن است از آن جهت تولید ترکیبات نیتراته استفاده می شود.
آمونیاک بوی بد و تندی دارد و در صورتی که غلظت آن در محیط بالا رود منجر به ایجاد مسمومیت و یا حتی مرگ می گردد.
آمونیاک با فرمول NH3 گازی بی رنگ با بوی تند است. این گاز از نیتروژن و هیدروژن تشکیل شده و مولکول آن دارای یک شکل هرمی مثلثی با سه اتم هیدروژن و یک جفت الکترون غیر مشترک است.
این ماده برای اولین بار توسط دانشمندی انگلیسی در سال 1774 تهیه و سپس در سال 1785 توسط برتوله دانشمند فرانسوی ترکیب دقیق آن تعیین شد. روش تجاری و اصلی تولید این ماده توسط واکنش مستقیم عنصر هیدروژن با عنصر نیتروژن است.
این واکنش به یک کاتالیزور، فشار و دمای بالا نیاز دارد البته در آزمایشگاه، آمونیاک به بهترین شکل از هیدرولیز یک نیترید فلزی سنتز می شود
Mg3N2+ 6H2O → 2NH3 + 3Mg(OH)2
N2+ 3H2 → 2NH3
انواع کاربرد محلول آمونیاک:
این ماده اهمیت خیلی بالایی در کشاورزی دارد و نیتروژن مورد نیاز گیاهان را تامین می کنداین ها در حالی است که در حدود ۸۰ درصد از تولید جهانی آمونیاک به منظور تهیه کود های شیمیایی و به ویژه نیتروژنه صورت می گیرد. و باقی ماده تولیدی در بخش های صنعتی و دیگر فناوری ها به کار گرفته می شوند.
- به عنوان کود در کشاورزی
- در سنتز نیتروژن
در محصولات پاک کننده
در کولرهای صنعتی
در نیروگاه های زمین گرمایی
صنعت نجاری
بخش نساجی
صنعت نفت
تولید مواد دارویی
کارخانجات یخ سازی
استفاده در صنایع شیمیایی و نفت
تولید اسید نیتریک و بسیاری از ترکیبات نیتروژنه
استفاده در تکنولوژی انتقال گاز، حفاری و استخراج فلزات مختلف
تولید کودهای شیمیایی ازته، اکریلونیتریل، الیاف سنتزی نیترو پارافین و نیترو سلولز
تولید کودهای شیمیایی ازت دار کشاورزی اعم از آمونیوم سولفات، آمونیوم نیترات، آمونیوم فسفات، و اوره
این ها در حالی است که در حدود ۸۰ درصد از تولید جهانی آمونیاک به منظور تهیه کود های شیمیایی و به ویژه نیتروژنه صورت می گیرد. و باقی ماده تولیدی در بخش های صنعتی و دیگر فناوری ها به کار گرفته می شوند.
در مواردی، از آمونیاک در خنثی سازی ترکیبات اسیدی موجود در روغن خام و محافظت از تجهیزات در برابر خورندگی استفاده می کنند.
صنعت چرم از دیگر صنایع است که از آمونیاک، به عنوان ماده ترمیم کننده و در مصارف دیگر جهت پیشگیری از لک و کپک در مشروبات برنزه کننده استفاده می کند. این ماده در مواردی از چرم و پوست خزدار در انبار محافظت می کند.
- صنایع کشاورزی
- عملیات پخت فلزات:
عملیات پخت فلزات از برنامه های کاربری است که در آن از اتمسفر های محافظ استفاده می شود به طوری که ابتدا، آمونیاک به عنوان نیترید، کربن ترانزیت، باز پخت، ذوب کردن، دفع هیدرید سدیم و جوشکاری هیدروژن جدا می شود.
یکی از کاربرد های دیگر آمونیاک در صنعت لاستیک دیده می شود. از این ماده شیمیایی در تثبیت لاتکس طبیعی و مصنوعی به منظور جلوگیری از پیری زودرس لاستیک ها و تایرها استفاده می شود.
از آمونیاک مایع یا گاز برای خمیر چوب و به عنوان ماده پراکنده کننده پروتئین شیر (Casein) در پوشش های کاغذ استفاده می شود. همچنین در تهیه آمونیوم هیدروژن سولفید نقش دارد.
- صنایع معدن کاری و متالوژی:
از NH3 در استخراج فلزاتی مانند مس، مولیبدن، روی و نیکل از سنگ معدن آن ها استفاده می شود.
- صنایع داروسازی و پاک کنندگی:
از آمونیاک برای ساخت سولفونامید و انواع ویتامین های گروه ب در داروسازی استفاده می شود. از طرف دیگر، میتوان با کاهش غلظت آن توسط مخلوط شدن با آب، از آن به عنوان پاک کننده در مصارف خانگی استفاده برد که به «محلول آمونیاک خانگی» شناخته می شود.
- صنایع تولید مواد شیمیایی و مواد منفجره:
از این ماده برای تولید مواد شیمیایی مانند نیتریک اسید (ماده شیمیایی مورد استفاده در تولید مواد منفجره مانند آمونیوم نیترات و TNT)، نیتروگلیسیرین، سدیم هیدروژن کربنات، سدیم کربنات، هیدروژن سیانید و هیدرازین استفاده می شود و در سوخت و مشتقات سوختی به کار برده می شود.
- صنایع غذایی، نوشیدنی ها، پتروشیمیایی و صنایع نگهدارنده سرما:
NH3 به عنوان یک سرد کننده (صنایع آمونیاک مبرد) کاربرد گسترده ای در سیستم های صنعتی تبرید دارد. به علاوه، این ماده به عنوان منبع نیتروژن لازمه مخمر و میکرو ارگانیسم ها استفاده می شود.
- سیستم های کنترل انتشار در دود کش یا محوطه بسته (سیستم کاتالیست کاهنده):
آمونیاک جهت خنثی کردن اکسید های گوگرد از احتراق و سوخت های گوگرد دار، در سیستم های کنترل انتشار گاز هایی خاص استفاده می شود. روش فوق الذکر، به عنوان فرایندی برای کنترل NOx در هر دو حالت کاتالیزوری و غیر کاتالیزوری انجام می گیرد؛ همچنین به منظور افزایش کارایی رسوبگر های الکترواستاتیک برای کنترل ذرات به کار برده می شود.
با توجه به اینکه گیاهان با یکدیگر در رشد متفاوت هستند، اما به طور معمول در هر هکتار زمین مقدار ۲۰۰ پوند (معادل ۷۲/۹۰ کیلوگرم) از این ماده برای مدت یک فصل استفاده می شود. موارد مشترکی که می توان کاربر بیشتر آمونیاک در تجارت کشاورزی را در آن یافت، عبارتند از:
- خوراک دام: این ماده و اوره به عنوان منبع پروتئین برای تغذیه چارپایان اهلی مانند گاو، گوسفند و بز استفاده می شود.
- کود: کود مایع از آمونیاک، اوره، آمونیوم فسفات، نیترات آمونیوم، آمونیاک آبزی، آمونیوم سولفات، نمک های آمونیوم و نیترات.
- محافظت از گیاهان: از NH3 برای حفاظت و نگهداری از میوه ها استفاده می شود؛ به عنوان مثال جهت جلوگیری از زدن قارچ بر روی میوه های خاص، ذخیره ذرت با رطوبت بالا، و به عنوان ماده ضد برگ های هرز روی درختان به کار گرفته می شود.
روش های تولید آمونیاک :
آمونیاک با توجه به کاربردهای گستره آن در دهه اول قرن بیستم، به عنوان ماده مورد نیاز برای تولید کود های نیتروژن دار، از اهمیت بیشتری برخوردار شد و تولید بهینه آن در اولویت های اول قرار گرفت.
فرایند تولید :
روش های متفاوتی برای انجام این فرایند وجود دارند که به دلایلی مانند مشکلات عملیاتی یا هزینه بالا قابل اجرا نبوده اند. چهار روش اصولی تولید این ماده به شرح زیر می باشند که روش آخر به سبب عملی و به صرفه بودن از لحاظ امکان تولید ماده در مقیاس بزرگ صنعتی، در مراکز امروزه انجام می پذیرد:
- تقطیر زغال سنگ
- سنتز مستقیم
- تهیه سینامالدئید و سیانوزها
- تولید به روش هابر
آمونیاک با فرمول NH3 گازی بی رنگ با بوی تند است. این گاز از نیتروژن و هیدروژن تشکیل شده و مولکول آن دارای یک شکل هرمی مثلثی با سه اتم هیدروژن و یک جفت الکترون غیر مشترک است. در شکل زیر فرمول ساختاری این ماده را می بینید.
و نکات ایمنی:
این ماده هم به طور طبیعی، هم در محصولات پاک کننده وجود دارد پس قرار گرفتن در معرض آن از این راه ها امکان پذیر است. بهتر است پیش از کار با این گاز خطرات مربوط به آن را مطالعه کنید.
- ماده ای خورنده است و می تواند باعث تحریک پوست، چشم ها و ریه شود.
- هنگام کار با این ترکیب از لباس و عینک محافظ استفاده کنید.
- در مکانی با تهویه مناسب با این ماده کار کنید.
- زمانی که از راه تنفس، بلع یا تماس پوستی وارد بدن می شود با آب واکنش می دهد و آمونیوم هیدروکسید تولید می کند که ماده ای شیمیایی و بسیار خورنده است و به سلول های بدن آسیب می رساند.
- این ماده خوراکی نیست و بلع آن باعث درد شدید شکم می شود و می تواند دهان، گلو و معده را بسوزاند.
- در تماس با پوست و چشم ها باعث تحریک و سوختگی می شود. در صورت تماس فورا آن ناحیه را با آب فراوان و صابون بشویید و اگر لنز تماسی دارید آن را خارج کنید.
- این ماده چندان قابل اشتعال نیست؛ اما انفجار مخزن آمونیاک در معرض حرارت زیاد امکان پذیر است.
- شدت اثرات این ترکیب به دوز و مدت زمانی که در معرض آن هستید، بستگی دارد. غلظت های بالای این ماده باعث سوزش چشم ها، بینی، گلو و مجرای تنفسی و در مواردی باعث کوری، آسیب به ریه یا مرگ شود.
- در غلظت های پایین تر هم باعث سرفه، سوزش بینی و گلو می شود.
هیچ پادزهری برای مسمومیت با این ترکیب وجود ندارد اما اثرات آن قابل درمان است به ویژه اگر به سرعت تحت مراقبت های پزشکی قرار بگیرید.
جمع بندی:
آمونیاک ماده ای شیمیایی به شکل گاز بی رنگ با بو بسیار تند و تحریک کننده است که هم به طور طبیعی و هم مصنوعی وجود دارد. این ترکیب کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف و مصارف خانگی دارد. ماده ای به شدت خورنده و تحریک کننده است و لازم است هنگام کار با آن نکات ایمنی را مطالعه و رعایت کنید.