Отримання аміаку

Аміак (NH3) – з’єднання азоту і водню. Це легкий газ з різким запахом. Отримання аміаку в промисловості і лабораторіях необхідно для виробництва добрив, полімерів, азотної кислоти та інших речовин.

У промисловості

Аміак промисловим шляхом отримують з азоту, поєднуючи його з воднем. Азот беруть з повітря, водень – з води. Вперше метод розробив німецький хімік Фріц Габер. Промисловий спосіб отримання аміаку стали називати процесом Габера.

Реакція проходить зі зменшенням обсягу і виділенням енергії у вигляді тепла:

3H2 + N2 → 2NH3 + Q.

Реакція оборотна, тому необхідно дотримати кілька умов. При високому тиску і низьких температурах обсяг отриманого аміаку збільшується. Однак низькі температури сповільнюють швидкість реакції, а підвищення температури сприяє збільшенню швидкості зворотної реакції.

Дослідним шляхом було знайдено необхідні умови для проведення реакції:

  • температура – 500 ° C;
  • тиск – 350 атм;
  • каталізатор – оксид заліза Fe3O4 (магнетит) з домішками оксидів срібла, калію, кальцію та інших речовин.

При таких умовах отриманий газ містить 30% аміаку. Щоб уникнути зворотної реакції, речовина швидко охолоджують. При низьких температурах вийшов газ перетворюється в рідину. Невитрачені гази – азот і водень – повертаються назад в колону для синтезу. Такий спосіб допомагає швидко отримати великі обсяги аміаку, максимально використовуючи сировину.

Щоб знайти потрібний каталізатор, було випробувано 20 тисяч різних речовин.

В лабораторії

Для отримання аміаку в лабораторії використовується реакція лугів на солі амонію:

NH4Cl + NaOH → NH3 ↑ + NaCl + H2O

Також аміак лабораторним шляхом можна отримати з хлориду амонію, нагрітого разом з гашеного вапном, або розкладанням гідроксиду амонію:

2NH4Cl + Ca (OH) 2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O;

NH4OH ↔ NH3 ↑ + H2O.

Повністю осушити аміак можна за допомогою суміші вапна з їдким натрієм, через яку пропускають отриманий газ. Для цієї ж мети рідкий аміак змішують з металевим натрієм і піддають дистиляції.

Аміак легший за повітря, тому для його збору пробірку тримають догори дном.

Застосування аміаку

Аміак використовується в різних галузях:

  • в сільському господарстві – для виробництва азотвмісних добрив;
  • в промисловості – для виробництва полімерів, вибухових речовин, штучного льоду;
  • в хімії – для виготовлення азотної кислоти, соди;
  • в медицині – як нашатирного спирту.

Що ми дізналися?

Аміак отримують промисловим і лабораторним шляхом. Для отримання в промислових масштабах використовується азот і водень. Змішуючись під високою температурою, тиском і під дією каталізатора, прості речовини утворюють аміак. Щоб реакція при високій температурі не пішла у зворотній бік, газ охолоджують. У лабораторії аміак отримують при реакції солей амонію з лугами, гашеного вапном або шляхом розкладання гідроксиду амонію. Аміак застосовується в хімічній промисловості, сільському господарстві, медицині, хімії.

ПОДІЛИТИСЯ: