Аммиак — это нашатырный спирт. Формула, свойства и применение аммиака

Аммиак – это летучее водородное соединение (нитрид водорода), которое играет ведущую роль в современной промышленности.

Хоть его и открыли лишь в восемнадцатом веке, но он был известен человеку с незапамятных времен. Водный раствор аммиака – это нашатырный спирт. Данное вещество содержится в продуктах разложения живых организмов и моче. Поэтому при распаде органики (останков растений, животных) выделяется аммиак, и от этого появляется резкий запах гниения (нашатыря).

История аммиака

Аммиак был открыт в конце восемнадцатого века британским химиком Джозефом Пристли – одним из основоположников современной химии, который совершил также множество важных открытий в других сферах науки (физике, биологии, оптике).

Например, в списках его изобретений есть: газированная вода, за которую он получил медаль Лондонского Королевского общества, и всем известный ластик (раньше для стирания графита все пользовались хлебом).

Нельзя отрицать того, что Джозеф Пристли сделал огромный вклад в химию, особенно в области газов, однако многие свои достижения он совершил случайно.

Джозеф Пристли получил аммиак методом нагревания хлорида аммония (нашатырь) с гидроксидом кальция (гашеная известь) и затем собрал выделившийся газ в ртутной ванной.

Ртутная ванная – это специальный прибор, созданный Пристли для концентрирования газов. При комнатной температуре ртуть является жидкостью с высокой плотностью, что не позволяет ей абсорбировать газы. Их ученый легко выделял из веществ, нагревая над поверхностью ртути.

Уравнение аммиака:

2NH4Cl + Ca(OH)2 = NH3 + CaCl2.

После открытия Джозефом Пристли аммиака, его изучение не стояло на месте.

В 1784 был установлен состав этого вещества химиком Луи Бертолле, который разложил его на исходные элементы электрическим разрядом.

Именование «нашатырь» он получил уже в 1787 году от латинского названия нашатырной щелочи, а само наименование «аммиак», которым мы привыкли пользоваться, ввел Яков Дмитриевич Захаров в 1801 году.

Но вот что интересно. За сто лет до Джозефа Пристли и его открытия аммиака, ученый Роберт Бойль наблюдал некое явление, при котором палочка, предварительно смоченная в соляной кислоте, начинала дымить, когда ее подносили к газу, выделяющемуся при сжигании навоза. Это объясняется тем, что кислота и аммиак вступали в реакцию, и в ее продуктах содержался хлорид аммония, частицы которого и создавали дым. Получается, что экспериментальными методами аммиак был выявлен давно, но его нахождение в мире было доказано намного позже.

Применение нашатырного спирта в быту

Аммиачная вода используется в садоводстве, а также в быту, как универсальное чистящее средство. Ее используют в борьбе с тлей, для обработки культурных посадок на участке от луковой мухи и для подкормки растений. Используют аммиак (нашатырный спирт) следующим образом:

Рецепт №1 — от тли:

1. 4 ст. л. препарата разводят в 20 л воды. Количество можно менять, исходя из такой концентрации под нужный объем.
2. Добавьте в раствор немного стирального порошка (для лучшего прилипания).
3. Используйте раствор для опрыскивания растений при борьбе с тлей.

Рецепт №2 — удобрение

50 мл препарата растворите в 4 л воды. Используйте раствор как подкормку для огородных и комнатных растений.

Важно! Это средство также позволит избавиться от комаров и мошек.

Рецепт №3 — для полива лука

1. Разводите 1-2 ст. л. нашатыря в ведре воды.
2. Поливаете лук полученным средством — с момента посадки и до конца июня.

Рецепт №4 — чистка золота

1. Смешайте 2 ч. л. нашатыря с 2 стаканами воды.
2. Добавьте в раствор 1 ст. л. любого моющего средства.
3. Поместите в чистящий раствор золотые украшения на 1-2 часа.
4. После обработки, изделия промойте в воде и насухо протрите салфеткой.

Важно! Для чистки золота, это средство можно использовать и другим способом:

• Добавьте 0,5 ч. л. нашатырного спирта в 100 мл воды.
• В раствор добавьте 30 мл перекиси водорода и ½ ч. л. жидкого моющего средства.
• Поместите украшение в приготовленный раствор на 15 минут.
• После обработки золото промойте водой и насухо протрите салфеткой.

Способы получения

В мире ежегодно производится около 100 миллионов тонн аммиака, поэтому этот процесс можно по праву считать одним из важнейших в мире. Выпускают его в жидком виде или как двадцати пяти процентный раствор.

Существуют следующие способы его получения:

1. В промышленности аммиак добывают посредством синтеза азота и водорода, что сопровождается выделением тепла. Причем данная реакция может проходить лишь при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора, который, ускоряя слабую реакцию, сам в нее не вступает.

Уравнение реакции аммиака:

N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 + Q

2. Можно получить аммиак во время коксования каменного угля.

На самом деле в угле нет никакого аммиака, но в нем присутствует много органических соединений, в составе которых содержатся азот и водород. А при сильном нагревании угля (пиролизе) эти составляющие и образуют аммиак, который выходит как побочный продукт.

3. В лаборатории аммиак добывают нагреванием хлорида аммония и гидроксида кальция:

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

4. Или нагреванием хлорида аммония с концентрированной щелочью:

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3↑ + H2O

Что это такое?

Основное название — гидроксид аммония, в международном варианте — Ammonium Hydroxide. Это слабое соединение, полученное посредством смешивания аммиака с молекулами воды. Упоминается в ГОСТ Р 53045-2008, п.87.

Синонимичные названия:

• Е 527 (Е–527), европейский код;
• гидрат аммиака;
• гидрат окиси аммония;
• аммиачная вода;
• аммиак водный;
• едкий аммиак;
• едкий аммоний;
• нашатырный спирт;
• во Франции — hydroxid de ammonium;
• в Германии — Ammoniumhydroxid.

Виды

1. Для пищевой, медицинской и косметической отраслей.
2. Для сельскохозяйственной отрасли.

Описание и свойства

К какому классу относится?

Гидроксид аммония относится к регулятором кислотности и является сырьем синтетического происхождения.

Из чего и как получают?

Добавку Е527 получают путем соединения очищенной воды и аммиака. Для этого используются продукты сжигания каменного угля, после чего их растворяют в воде.

Процесс производства проходит в несколько этапов:

• дистилляция;
• дефлегмация;
• конденсация аммиачной воды.

Добавку Е527 производят российские предприятия:

1. ОАО «Акрон» (город Великий Новгород);
2. химическая (Тульская область);
3. ОАО «Тольяттиазот».

Ведущие зарубежные производители:

1. Knuchel Farben AG (Германия);
2. Cutrin (Финляндия);
3. Lubon Industry Co., Ltd.(Китай).

Применение

Аммиак – это незаменимое и действительно нужное вещество, без которого мировая промышленность замедлила бы свое движение. Область его применения широка: он задействован во всех производственных процессах человека, начиная от заводов и лабораторий, заканчивая медициной. Его преимущества в том, что он экологически чист и является довольно дешевым продуктом.

Области применения аммиака:

1. Химическая промышленность. Его используют в производстве удобрений, полимеров, азотной кислоты, взрывчатых веществ, в качестве растворителя (жидкий аммиак).
2. Холодильные установки. Аммиак испаряется с поглощением большого количества тепла из окружающей среды, так как обладает определенными термодинамическими свойствами. Холодильные системы, основанные на его применении более чем эффективны, поэтому он является главным хладагентом в промышленности.
3. Медицина. Нашатырный спирт или 10 % раствор аммиака используют при выведении из обморочного состояния (раздражение рецепторов слизистой оболочки носа способствует стимуляции дыхания), обработке рук хирурга, возбуждении рвоты и так далее.
4. Текстильная промышленность. С его помощью получают синтетические волокна. Также аммиак используют при очистке или окрашивании различных тканей.

Как узнать, что гидроксид аммония есть в составе товара?

Всю информацию о наличии данной добавки производитель отражает на этикетке продукта, в конце списка, вместе с остальными регуляторами кислотности, эмульгаторами и консерваторами. Чаще всего ставится отметка Е527, а в скобках указывается расшифровка — гидроксид аммония.

Иногда Е527 можно встретить под названием гидрат аммиака или гидрат окиси аммония. На иностранной продукции используется международное название Ammonium Hydroxide или европейский код Е-527. В медицинских препаратах добавка отмечается как нашатырный спирт.

Физические свойства

Вот какие физические свойства присущи аммиаку:

1. При нормальных условиях является газом.
2. Бесцветный.
3. Имеет резкий запах.
4. Ядовит и очень токсичен.
5. Очень хорошо растворим в воде (один объем воды на семьсот объемов аммиака) и ряде органических веществ.
6. Температура плавления составляет -80 °С.
7. Температура кипения – около -36 °С.
8. Является взрывоопасным и горючим веществом.
9. Примерно вдвое легче воздуха.
10. Имеет молекулярную кристаллическую решетку, соответственно, он легкоплавкий и непрочный.
11. Молярная масса аммиака равна 17 грамм/моль.
12. При нагревании в кислородной среде разлагается на воду и азот.

Как вывести пятна аптечным препаратом

Эффективное средство для удаления пятен — это нашатырный спирт. Там, где не справились современные моющие химикаты, раствор аммиака показывает отличные результаты. Нашатырный спирт нашел применение в чистке ковров, мягкой мебели, верхней одежды. После нанесения на поверхности неприятный запах раствора быстро улетучивается, а от жира и масла не остается и следа. Для выведения пятен с замшевой обуви или сумки следует нанести раствор на ватный диск и смочить область загрязнения. При необходимости процедуру можно повторить несколько раз до полного очищения поверхности.

Совет

Нельзя использовать для очищения 10%-й аптечный препарат, так как он чрезмерно агрессивно воздействует на ткани. Оптимальная концентрация раствора для выведения пятен — 2%. Чтобы его приготовить, следует к одной части 10%-го нашатырного спирта добавить пять частей воды и тщательно взболтать.

Нужно правильно развести аммиак, и нашатырный спирт очистит поверхности в течение нескольких минут. В отличие от бытовой химии, он не образует пену, от которой хозяйкам бывает трудно избавиться. Чтобы пятно исчезло после первой обработки, необходимо нанести на него свежеприготовленный раствор и легко втереть в тканевую поверхность. Закрепить результат можно, постирав одежду в стиральной машинке в обычном режиме.

Химические свойства аммиака

Аммиак является сильным восстановителем, так как степень окисления азота в молекуле минимальная. Он способен также к окислительным свойствам, что случается намного реже.

Реакции с аммиаком:

• С кислотами аммиак образует соли аммония, разлагающиеся при нагревании. С соляной кислотой аммиак составляет хлорид аммония, а с серной — сульфат аммония.

NH3 + HCL = NH4CL

NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

• С кислородом при нагревании образуется азот, а при участии катализатора (Pt) получается оксид азота.

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

• С водой образуется неустойчивый гидрат аммиака.

NH3 + H2O = NH3 × H2O

Аммиак способен проявлять щелочные свойства, поэтому при взаимодействии с водой он образует слабое основание – NH4OH. Но на самом деле такого соединения не существует, поэтому формулу следует записывать так: NH3 × H2O.

• С оксидами металлов.

2NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O

• С галогенами.

8NH3 + 3Cl2 =N2 + 6NH4Cl

• С солями металлов.

3NH3 + ЗН2О + AlCl3 = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

Соединения аммиака

Есть несколько типов сложных веществ, образующихся при взаимодействии с аммиаком:

1. Соли аммония. Они образуются в результате реакций аммиака с кислотами и разлагаются при нагревании.
2. Амиды. Это соли, которые получают, действуя на щелочные металлы аммиаком.
3. Гидразин. Это вещество, которое получают в результате окисления аммиака гипохлоритом натрия в присутствии желатина.
4. Амины. Аммиак взаимодействует с галогеноалканами в качестве реакции присоединения, образуя соли.
5. Аммиакаты. С серебром и солями меди аммиак образует комплексные соли.

Биологическая роль

Аммиак — вещество, образующееся в организмах живых существ при метаболизме, являющееся в них продуктом азотистого обмена. В физиологии животных для него отведена важная роль, однако он имеет высокую токсичность для организмов и почти не содержится в них в чистом виде. Большая его часть перерабатывается печенью в безвредное вещество – мочевину или как ее еще называют карбамид.

Также он способствует нейтрализации кислот поступающих в организм с пищей, поддерживая кислотно-щелочной баланс крови.

Аммиак – это важный источник азота для растений. Главным образом они поглощают его из почвы, но это очень трудоемкий и неэффективный процесс. Некоторые растения способны накапливать азот, который содержится в атмосфере, с помощью специальных ферментов – нитрогеназов. После чего они перерабатывают азот в полезные им соединения, например, белки и аминокислоты.

Агрегатные состояния

Аммиак может находиться в разных агрегатных состояниях:

1. Он присутствует в виде бесцветного газа с неприятным резким запахом в нормальных условиях.
2. Также он очень хорошо может растворяться в воде, поэтому его можно хранить в виде водного раствора с определенной концентрацией. Он сжижается и становится жидкостью в результате давления и сильного охлаждения.
3. Аммиак имеет твердое состояние, в котором он предстает бесцветными кубическими кристаллами.

Итоговая таблица

А для удобства понимания, чем отличаются рассмотренные материалы, предлагаем итоговую таблицу:

Отравление аммиаком

Как уже выше упоминалось, аммиак – это крайне токсичное и ядовитое вещество. Его относят к четвертому классу опасности.

Отравление этим газом сопровождается нарушением многих процессов организма:

• Сначала поражается нервная система и снижается усвоение кислорода нервными клетками.
• При проникновении в глотку, затем трахею и бронхи аммиак оседает на слизистых покровах, растворяется, образуя щелочь, которая начинает пагубно действовать на организм, вызывая внутренние ожоги, разрушая ткани и клетки.
• Это вещество также оказывает разрушающее воздействие на жировые компоненты, которые в том или ином виде входят в состав всех органов человека.
• Попадают под влияние сердечно-сосудистая и эндокринная система, нарушается их работа.

После контакта с аммиаком страдает почти весь организм человека, его внутренние ткани и органы, ухудшается процесс жизнедеятельности.

Чаще всего случаи отравления этим газом происходят на химических производствах в результате его утечки, но также можно им отравиться и в домашних условиях, например, если емкость, в которой содержится нашатырный спирт, неплотно закрыта, и его пары накапливаются в помещении.

Отравление может произойти, даже когда при обморочном состоянии человеку подносят к носу тампон, смоченный в нашатыре. Если пострадавшему дать понюхать его более пяти секунд, то высок риск интоксикации, так что с нашатырным спиртом всегда следует обращаться предельно осторожно.

Симптомы отравления

Ниже перечислен ряд признаков отравления аммиаком:

1. Сильный кашель, затруднение дыхания.
2. Жжение в глазах, слезоточивость, болевая реакция на яркий свет.
3. Жжение в полости рта и носоглотке.
4. Головокружение, головная боль.
5. Боли в животе, рвота.
6. Снижение слухового порога.
7. При более серьезном отравлении возможны: потеря сознания, судороги, остановка дыхания, острая сердечная недостаточность. Совокупность нарушений может привести пострадавшего в коматозное состояние.

Профилактика при отравлении

Первая помощь в данном случае состоит из нескольких простых действий. Сначала необходимо вынести пострадавшего на свежий воздух, промыть ему лицо и глаза проточной водой. Даже те, кто был не очень хорош в химии, со школы знают: щелочь нейтрализуется кислотой, поэтому ротовую полость и нос нужно обязательно промыть водой с добавлением лимонного сока или уксуса.

Если отравившийся потерял сознание, следует уложить его на бок на случай рвоты, а при остановке пульса и дыхания сделать массаж сердца и искусственное дыхание.

Влияние на организм: опасно ли вещество или нет?

Есть ли польза?

Установленной пользы для человеческого организма у добавки гидроксид аммония не выявлено.

Возможный вред и меры предосторожности

Важно! При длительном вдыхании аммиачных паров человек может получить ожог дыхательных путей, поэтому с растворами следует обращаться осторожно, хранить в плотно закрытых тарах, при работе с ними необходимо надевать специальную маску и защищать глаза очками.

Аммиак — активный раздражитель, способный негативно влиять на слизистые пищеварительного тракта, нарушить функциональность работы печени и почек. Поэтому нельзя нарушать максимально допустимую дозировку, а при первых признаках недомогания следует сразу обратиться за медицинской помощью.

Не стоит забывать, что пары аммония в больших концентрациях являются легковоспламеняющимися и взрывоопасными. Пожары, возникшие из-за аммиака, эффективней всего тушить пеной из огнетушителя.

Допустимое суточное потребление

Е527 добавляется в продукцию по техническим инструкциям производства, часто в комбинациях с иными гидроксидными добавками. Для пищевой промышленности в какао и шоколаде норма Е527 не должна быть больше 70 граммов на 1 кг. В других отраслях показатель снижен до 50 г на 1 кг.

Последствия отравления

После интоксикации аммиаком человека могут ждать очень серьезные необратимые последствия. В первую очередь страдает центральная нервная система, что влечет за собой целый ряд осложнений:

• Мозг перестает полностью выполнять свои функции и начинает давать сбои, из-за этого снижается интеллект, появляются психические заболевания, амнезия, нервные тики.
• Понижается чувствительность некоторых частей тела.
• Нарушается работа вестибулярного аппарата. Из-за этого человек ощущает постоянное головокружение.
• Органы слуха начинают терять свою работоспособность, что приводит к глухоте.
• При поражении глазных покровов снижается зрение и его острота, в худшем случае пострадавшего ждет слепота.
• Наступление летального исхода. Это зависит от того, насколько концентрация газа в воздухе была высокой и сколько паров аммиака попало в организм.

Знать и соблюдать предписанные меры безопасности — значит оградить себя от риска угрозы собственной жизни или худшей участи — инвалидности, потери слуха или зрения.