Реакции с аммиаком. Аммиак - это нашатырный спирт. Формула, свойства и применение аммиака

Аммиа́к - NH3, нитрид водорода, при нормальных условиях - бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта)

Это так называемый процесс Габера (немецкий физик, разработал физико-химические основы метода).

Реакция происходит с выделением тепла и понижением объёма. Следовательно, исходя из принципа Ле-Шателье, реакцию следует проводить при возможно низких температурах и при высоких давлениях - тогда равновесие будет смещено вправо. Однако скорость реакции при низких температурах ничтожно мала, а при высоких увеличивается скорость обратной реакции. Проведение реакции при очень высоких давлениях требует создания специального, выдерживающего высокое давление оборудования, а значит и больших капиталовложений. Кроме того, равновесие реакции даже при 700 °C устанавливается слишком медленно для практического её использования.

Применение катализатора (пористое железо с примесями Al2O3 и K2O) позволило ускорить достижение равновесного состояния. Интересно, что при поиске катализатора на эту роль пробовали более 20 тысяч различных веществ.

Учитывая все вышеприведённые факторы, процесс получения аммиака проводят при следующих условиях: температура 500 °C, давление 350 атмосфер, катализатор. Выход аммиака при таких условиях составляет около 30 %. В промышленных условиях использован принцип циркуляции - аммиак удаляют охлаждением, а непрореагировавшие азот и водород возвращают в колонну синтеза. Это оказывается более экономичным, чем достижение более высокого выхода реакции за счёт повышения давления.

Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония.

Обычно лабораторным способом аммиак получают слабым нагреванием смеси хлорида аммония с гашеной известью.

Для осушения аммиака его пропускают через смесь извести с едким натром.

Очень сухой аммиак можно получить, растворяя в нём металлический натрий и впоследствии перегоняя. Это лучше делать в системе, изготовленной из металла под вакуумом. Система должна выдерживать высокое давление (при комнатной температуре давление насыщенных паров аммиака около 10 атмосфер). В промышленности аммиак осушают в абсорбционных колоннах.

Расходные нормы на тонну аммиака

На производство одной тонны аммиака в России расходуется в среднем 1200 нм³ природного газа, в Европе - 900 нм³.

Аммиак в медицине

При укусах насекомых аммиак применяют наружно в виде примочек. 10 % водный раствор аммиака известен как нашатырный спирт.

Возможны побочные действия: при продолжительной экспозиции (ингаляционное применение) аммиак может вызвать рефлекторную остановку дыхания.

Местное применение противопоказано при дерматитах, экземах, других кожных заболеваниях, а также при открытых травматических повреждениях кожных покровов.

При случайном поражении слизистой оболочки глаза промыть водой (по 15 мин через каждые 10 мин) или 5 % раствором борной кислоты. Масла и мази не применяют. При поражении носа и глотки - 0,5 % раствор лимонной кислоты или натуральные соки. В случае приема внутрь пить воду, фруктовый сок, молоко, лучше - 0,5 % раствор лимонной кислоты или 1 % раствор уксусной кислоты до полной нейтрализации содержимого желудка.

Взаимодействие с другими лекарственными средствами неизвестно.

Интересные факты

Пары нашатырного спирта способны изменять окраску цветов. Например, голубые и синие лепестки становятся зелеными, ярко красные - черными.

10% водный раствор аммиака . Концентрация активного вещества в литре раствора — 440 мл.

В качестве вспомогательного компонента в состав препарата входит вода очищенная (в объеме до 1 л).

Форма выпуска

Раствор для ингаляций и наружного применения 10%. Выпускается в флаконах-капельницах 10 мл, флаконах 40 и 100 мл.

Представляет собой прозрачную, летучую жидкость, без цвета и с резким запахом.

Фармакологическое действие

Раздражающее , антисептическое , аналептическое , рвотное .

Фармакодинамика и фармакокинетика

Средство оказывает раздражающее действие на экстерорецепторы кожи и провоцирует местное высвобождение простагландинов , кининов и гистамина . В спинном мозге выполняет функцию либератора энкефалинов и эндорфинов , которые блокируют поток болевых импульсов из патологических очагов.

При попадании в верхние дыхательные пути вступает во взаимодействие с окончаниями тройничного нерва и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Концентрированный раствор вызывает колликвацию (размягчение и растворение) белков микробной клетки.

При любом способе введения быстро элиминируется из организма (преимущественно бронхиальными железами и легкими). Рефлекторно влияет на тонус сосудистых стенок и деятельность сердца.

На месте аппликации при наружном применении расширяет сосуды, улучшает регенерацию тканей и их трофику, а также стимулирует отток метаболитов.

При раздражении кожи аналогичные рефлексы вызывает и в расположенных сегментарно мышцах и внутренних органах, способствуя восстановлению нарушенных функций и структур.

Подавляет очаг возбуждения, который поддерживает патологический процесс, снижает напряжение мышц, гипералгезию, снимает спазм сосудов, оказывая, таким образом, отвлекающее действие.

При продолжительном контакте прижигает слизистые и кожу, что сопровождается гиперемией тканей, развитием отечности и болезненности.

Прием per os в малых концентрациях стимулирует секрецию желез, воздействуя на рвотный центр, рефлекторно повышает его возбудимость и вызывает рвоту.

В кровяное русло препарат не поступает.

Показания к применению

Ингаляционно применяется для возбуждения дыхания при обмороке.

Прием внутрь показан для стимуляции рвоты (в разведенном виде).

Наружно используется для обеззараживания рук врача перед хирургической операцией, в виде примочек при невралгии, укусах насекомых, миозитах.

Противопоказания

Непереносимость.

Местное применение противопоказано при кожных заболеваниях.

Побочные действия: влияние на организм человека паров и раствора аммиака

В случае приема раствора в неразведенном виде возможны ожоги пищеварительного канала (пищевода и желудка). Вдыхание препарата в высокой концентрации может спровоцировать рефлекторную остановку дыхания.

Раствор аммиака: инструкция по применению

В инструкции по применению Нашатырного спирта указывается, что доза препарата подбирается индивидуально в зависимости от показаний.

В хирургической практике в качестве средства для мытья рук раствор используется по методу Спасокукоцкого-Кочергина, разводя 50 мл раствора в 1 л кипяченой воды (теплой).

При использовании для возбуждения дыхания раствор наносится на марлю или вату. При укусах насекомых используется в виде примочек.

Применение Нашатырного спирта в садоводстве

Применение для растений Нашатырного спирта достаточно разнообразно: его используют от тли, для обработки лука от луковой мухи, для подкормки растений.

Нашатырный спирт от тли используется из расчета 2 ст. ложки на 10 л воды. В ведро также следует добавить немного стирального порошка — это обеспечит лучшее прилипание. Раствор используют для опрыскивания растений.

Нашатырный спирт как удобрение: в этом случае на 4 л воды следует взять 50 мл раствора. Средство является не только хорошей подкормкой для комнатных и огородных растений, но также позволяет избавиться от мошек и комаров.

Для полива лука следует развести в ведре воды 1-2 ст. ложки нашатырного спирта. Поливать растения таким средством рекомендуется с момента посадки и до конца июня.

Как почистить золото?

Существует несколько способов чистки золота Нашатырным спиртом.

Можно смешать 1 ч. ложку спирта со стаканом воды и 1 ст. ложкой любого моющего средства, а можно добавить в воду (200 мл), нашатырный спирт (1 ч. ложку), (30 мл), половинку чайной ложки жидкого моющего средства.

В первом случае украшения кладут в чистящий раствор на час-два, во втором — на 15 минут. После чистки золото следует промыть в воде и насухо вытереть салфеткой.

Как почистить серебро?

Чтобы провести чистку серебра, Нашатырный спирт разводят водой в пропорции 1:10 (1 часть спирта на 10 частей воды). Изделия из серебра оставляют в растворе в течение нескольких часов, затем прополаскивают их в воде и протирают мягкой салфеткой.

Для регулярной чистки серебра используют мыльный раствор, в который добавляют небольшое количество нашатырного спирта.

Нашатырный спирт от тараканов и муравьев

Для борьбы с муравьями 100 мл раствора разводят в литре воды и промывают этим средством мебель на кухне. Чтобы избавиться от тараканов с нашатырным спиртом моют пол.

Нашатырный спирт для пяток

В качестве средства для смягчения огрубевшей кожи стоп нашатырный спирт смешивают с глицерином (1:1). Средство наносят на ступни перед сном, а сверху надевают носки.

Передозировка. Воздействие на организм человека паров аммиака

Передозировка вызывает усиление проявлений побочных реакций. Так, действие на организм человека высокой дозы Раствора аммиака при пероральном приеме проявляется:

• рвотой с характерным запахом аммиака;
• поносом с тенезмами (ложными болезненными позывами к дефекации);
• отеком гортани;
• насморком;
• кашлем;
• возбуждением;
• судорогами;
• коллапсом .

В ряде случаев возможен летальный исход (пациент умирает при приеме 10-15 г гидроксида аммония ).

Лечение при передозировке симптоматическое.

Иногда люди интересуются, что будет, если выпить нашатырный спирт. Следует знать, что пероральный прием раствора в чистом виде может спровоцировать сильные ожоги пищеварительного канала.

Симптомы отравления аммиаком

Воздействие на человека аммиака при вдыхании его паров проявляется в виде раздражения слизистых глаз и респираторного тракта. При этом интенсивность раздражения зависит от концентрации газа.

Признаки отравления аммиачными парами:

• обильное слезотечение;
• слюнотечение;
• учащенность дыхания;
• повышенное потоотделение;
• гиперемия лица;
• чувство тяжести и стеснения в груди;
• боль за грудиной;
• судорожный кашель;
• чихание;
• насморк;
• отек гортани и спазм в области голосовых связок;
• беспокойство;
• удушье;
• судороги;
• потеря сознания.

При продолжительном воздействии аммиачные пары провоцируют сильнейшую мышечную слабость, у человека нарушается кровообращение, возникают симптомы, указывающие на расстройство дыхания, а также болезненность, сильное жжение и отек кожи.

Регулярно повторяющееся воздействие аммиака приводит к нарушениям системного характера, которые проявляются пищевыми расстройствами , глухотой , катаром верхних дыхательных путей , сердечной недостаточностью , смертью .

Для защиты от вредного воздействия аммиака следует обильно промыть лицо и незащищенную одеждой кожу водой и как можно скорее закрыть лицо респиратором (марлевой повязкой или противогазом). Хорошо, если используемый респиратор или повязка будут пропитаны водой с лимонной кислотой (2 ч. ложки на стакан воды).

Следует знать, что жидкий аммиак вызывает сильные ожоги. По этой причине его транспортируют в окрашенных в желтый цвет баллонах из стали, специальных танкерах, автомобильных и железнодорожных цистернах.

Что делать при выбросе аммиака?

При получении информации об утечке аммиака, следует защитить кожу и органы дыхания и покинуть аварийную зону в направлении, которое будет указано в сообщении по радио или телевидению.

Из зоны химического поражения нужно идти в перпендикулярную направлению ветра сторону.

При пожаре запрещено приближаться к очагу возгорания. Охлаждать емкости с аммиаком следует с максимально большого расстояния. Для тушения используют воздушно-механическую пену или распыленную воду.

Если возможности выйти нет, следует произвести экстренную герметизацию помещения. Выбравшись из опасной зоны, снимают верхнюю одежду (вещи оставляют на улице), принимают душ, промывают водой носоглотку и глаза.

При аварии укрываться следует в нижних этажах здания.

Первая помощь при отравлении

При отравлении пострадавшего следует вынести за пределы зоны поражения. В случаях, когда это невозможно, обеспечивают доступ кислорода.

Ротовую полость, горло и полость носа в течение 15 минут промывают с помощью воды, глаза закапывают 0,5%-ным раствором и при необходимости дополнительно накрывают повязкой. Для большей эффективности полосканий в воду можно добавить глютаминовую или лимонную кислоту.

Даже при незначительной степени отравления на протяжении следующих 24 часов больному следует обеспечить абсолютный покой.

При попадании вещества на открытый участок тела, его обильно промывают водой и накрывают повязкой.

Если аммиак попал в пищеварительный канал, необходимо промыть желудок.

Отравление любой степени требует обращения в медучреждение и — если врач сочтет это нужным — последующей госпитализации.

После завершения курса лечения у пациента могут сохраниться определенные неврологические нарушения, например, выпадение из памяти отдельных событий и фактов, тики с различными клиническими проявлениями, снижение слуха и порога болевой чувствительности. Нередким исходом становятся помутнение хрусталика и роговой оболочки глаза.

Аммиак: пути обезвреживания в организме

Основным путем связывания вещества является биосинтез мочевины, который протекает в орнитиновом цикле в клетках печени. В результате этого синтеза образуется мочевина — вещество, не представляющее вреда для организма.

Также аммиак транспортируется в крови в виде глутамина , который представляет собой нетоксичное нейтральное соединение и легко проходит через мембраны клеток.

Еще одной его транспортной формой является образующийся в мышцах аланин .

Взаимодействие

Нейтрализует действие кислот.

Условия продажи

Средство безрецептурного отпуска.

Условия хранения

Хранится в обычных условиях.

Срок годности

24 месяца.

Особые указания

Что такое аммиак? Характеристика, физические и химические свойства аммиака

Аммиак или нитрид водорода (NH3) — это бесцветный газ (как и водород, эфир, кислород). Вещество имеет резкий раздражающий запах, выходит в атмосферу с образованием дыма. Название вещества на латинском языке — Аmmonium.

Молярная масса — 17.0306 г/моль. ПДК р.з. составляет 20 мг/м3. С учетом этого параметра аммиак относят к категории малоопасных веществ (IV класс опасности).

NH3 чрезвычайно хорошо растворяется в воде: при 0°C в одном объеме воды растворяется порядка 1,2 тысяч объемов этого вещества, а при температуре 20°C — порядка 700 объемов.

Обладает свойствами щелочей и оснований.

Используется в качестве хладагента для холодильного оборудования. Мaркируется R717, где R расшифровывается как “хладагент” (Refrigerant), “7” указывает на тип хладагента (в конкретном случае на то, что аммиак не является органическим веществом), последние 2 цифры — это молекулярная масса используемого вещества.

В жидком нитриде водорода молекулы образуют водородные связи. Диэлектрическая проницаемость, проводимость, вязкость и плотность жидкого NH3 ниже, чем у воды (вещество в 7 раз менее вязкое, чем вода), температура кипения вещества tкип -33,35°C, плавиться оно начинает при температуре -77,70°C

Как и вода, жидкий NH3 является сильно ассоциированным веществом, что обусловлено образованием водородных связей.

Вещество практически не пропускает электрический ток и растворяет многие органические и неорганические соединения.

В твердом виде NH3 имеет вид бесцветных кристаллов с кубической решеткой.

Разложение нитрида водорода на азот и водород становится заметным при температуре, превышающей 1200-1300°С, в присутствии катализаторов — при температуре выше 400°С.

На воздухе аммиак не горит, при прочих условиях, а именно в чистом кислороде, загорается и горит желто-зеленым пламенем. При сгорании вещества в избытке кислорода образуются азот и водяной пар.

Реакция горения аммиака описывается следующим уравнением: 4NH3 + 3O2= 2N2 + 6H2O.

Каталитическое окисление NH3 при температуре 750-800°С позволяет получить азотную кислоту (метод используется для промышленного получения HNO3).

Стадии процесса:

• каталитическое окисление кислородом до NO;
• перевод NO в NO2;
• поглощение водой смеси NO2 с О2 (растворение оксида азота в воде и получение кислоты);
• очистка выходящих в атмосферу газов от оксидов азота.

Реакция аммиака с водой позволяет получить гидрат аммиака (аммиачную воду или едкий аммиак). Химическая формула гидрата — NH3·H2O.

Как в промышленности получают едкий аммиак? В промышленности синтез раствора аммиака с концентрацией 25% осуществляется методом насыщения воды аммиаком, который образуется в результате коксования каменного угля в коксовой печи, или синтетическим газообразным аммиаком.

Для чего используют аммиачную воду? Из водных растворов аммиака получают азотные удобрения, соду, красители.

Аммиак: получение из азотной кислоты в лаборатории

Для получения NH3 из HNO3 следует установить пробирку в штатив в почти горизонтальном положении, но так, чтобы кислота не вытекала из нее.

На дно пробирки наливают несколько капель HNO3 и пинцетом кладут в нее несколько кусочков цинка или железные опилки. У отверстия пробирки так следует положить восстановленное железо (таким образом, чтобы оно не соприкасалось с азотной кислотой).

Пробирку необходимо закрыть пробкой с отводной трубкой и слегка нагреть. Нагревание увеличит скорость выделения аммиака.

С чем реагирует аммиак?

Аммиак вступает в реакцию с органическими веществами. Продуктами реакции аммиака с α-хлорзамещенными карбоновыми кислотами являются искусственные аминокислоты.

В результате реакции выделяется хлороводород (газ HCl), который при связывании с избытком аммиака образует (или нашатырь NH4Cl).

Большое количество комплексных соединений содержат аммиак в качестве лиганда.

Соли аммония — это бесцветные твердые вещества с кристаллической решеткой. Почти все они растворимы в воде, и им присущи одни и те же свойства, что и известным нам солям металлов.

Продуктом их взаимодействия со щелочами является аммиак:

NH4Cl + KOH = KCl + NH3 + H2O

Описанная формулой реакция, если дополнительно используется индикаторная бумага, представляет собой качественную реакцию на соли аммония. Последние взаимодействуют с кислотами и другими солями.

Некоторые соли аммония при нагревании испаряются (возгоняются), другие — разлагаются.

NH3 является слабым основанием, поэтому образованные им в водном растворе соли подвергаются гидролизу.

Более слабыми основаниями, чем аммиак, являются ароматические амины — производные NH3, в которых атомы водорода замещаются углеводородными радикалами.

Реакции аммиака с кислотами

Добавление к раствору NH3 концентрированной соляной кислоты сопровождается образованием белого дыма и выделением хлористого аммония NH4Cl (нашатыря).

Реакция серной кислоты и аммиака позволяет получить белые кристаллы (NH4)2SO4 — сульфата аммония.

Если добавить к NH3 азотную кислоту, образуется белый нитрат аммония NH4 NO3.

При взаимодействии хлоруксусной кислоты с NH3 атом хлора замещается аминогруппой и в результате образуется аминоуксусная кислота.

Если NH3 пропустили через бромоводородную кислоту, образуется бромид аммония (реакция описывается формулой — HBr + NH3 = NH4Br).

Аммиак: тяжелее или легче воздуха?

В сравнении с воздухом, NH3 имеет почти вдвое меньшую плотность, поэтому его пары всегда поднимаются вверх. Однако при определенных условиях может образовываться аммиачный аэрозоль — взвесь капель этого вещества в газе. Такой аэрозоль обычно тяжелее воздуха и поэтому является более опасным, чем газообразный NH3.

Нитрид водорода — это сложное или простое вещество?

Нитрид водорода образован атомами разных элементов, поэтому является сложным неорганическим соединением.

Молекулярное строение аммиака

Для аммиака характерна кристаллическая решетка из полярных молекул, между которыми действуют так называемые силы Ван-Дер-Ваальса . Химических связей в молекуле нитрида водорода 3, образуются они по ковалентному полярному механизму.

Молекула имеет вид тригональной пирамиды, на вершине которой находится атом азота (степень окисления азота в NH3 “-3”).

Промышленный способ получения аммиака

Получение аммиака в промышленности — это дорогостоящий и трудоемкий процесс. Промышленный синтез основан на получении NH3 из азота и водорода под давлением, в присутствии катализатора и при воздействии высоких температур.

В качестве катализатора при производстве NH3 в промышленности используется активированное оксидами алюминия и калия губчатое железо. Промышленные установки, в которых осуществляется синтез, основаны на циркуляции газов.

Прореагировавшая газовая смесь, в составе которой присутствует NH3, охлаждается, послед чего NH3 конденсируется и отделяется, а не вступившие в реакцию водород с азотом с новой порцией газов снова подаются на катализатор.

Представлена также презентация на тему совместного производства аммиака и метанола в промышленности.

Действующие ГОСТы, в соответствии с которыми производится нитрид водорода:

• аммиак жидкий технический, аммиак безводный — ГОСТ 6221-90;
• аммиак водный — ГОСТ 3760-79;
• технический аммиак водный — ГОСТ 9-92.

Дать характеристику реакции синтеза аммиака можно следующим образом: аммиак образуется как продукт протекающей в газовой фазе реакции соединения — прямой, каталитической, экзотермической, обратимой, окислительно-восстановительной.

Утилизация вещества

NH3 утилизируется методом селективного получения ценных для вторичного использования веществ, и методом, который предусматривает возможность использования отработанных отходов в качестве сырья для производства других материалов.

Что такое нашатырный спирт? Химическая формула нашатырного спирта

Нашатырный спирт представляет собой 10%-ный водный раствор аммиака. Формула вещества — NH4OH. Название на латыни — Solutio Ammonii caustici seu Ammonium causticum solutum.

Нашатырный спирт нашел применение в быту в качестве пятновыводителя, средства для чистки монет, посуды, сантехники, мебели, украшений из серебра и золота. Кроме того, его используют для окрашивания тканей, борьбы с тлей, луковым скрытнохоботником, луковыми мушками, муравьями и тараканами, мытья окон, ухода за огрубевшей кожей стоп.

Реакция нашатырного спирта с позволяет получить очень нестабильный аддукт, который имеет вид сухих кристаллов, что нередко используется как эффектный опыт.

Аммиак — это нашатырь?

Некоторые полагают, что аммиак и нашатырь одно и то же. Однако такое мнение ошибочно. Раствор аммиака — это нашатырный спирт или, иначе говоря, водный раствор гидроксида аммония.

А нашатырь — это соль аммония, слегка гигроскопичный кристаллический порошок белого цвета и без запаха, который при нагревании испаряет нитрид водорода (аммиак). Его формула — NH4Cl.

В Википедии указывается, что вещество используется как удобрение (в качестве подкормки вносится в щелочные и нейтральные почвы под слабо реагирующие на избыток хлора культуры — рис, кукурузу, сахарную свеклу), в качестве пищевой добавки Е510, флюса для пайки, компонентов электролита в гальванических элементах и быстрого фиксажа в фотографии, дымообразователя.

В лабораторных условиях нашатырь применяется для лизиса эритроцитов , применение в медицине целесообразно для усиления действия диуретиков и снятия отеков сердечного происхождения.

Меры предосторожности

Местное применение возможно только на неповрежденную кожу.

При случайном попадании средства на слизистую глаз, глаза промывают большим количеством воды (как минимум в течение 15 минут) или раствором борной кислоты (3%). Масла и мази в этом случае противопоказаны.

В случае приема Раствора аммиака внутрь следует до полной его нейтрализации пить фруктовые соки, воду, теплое молоко с содой или минеральной водой, раствор лимонной (0,5%) или уксусной (1%) кислоты.

При поражении органов дыхания показаны свежий воздух и теплые водные ингаляции с добавлением лимонной кислоты или уксуса, при удушье — кислород.

О чем говорят запах аммиака в моче и аммиачный запах пота? .

Следует знать, что о серьезной свидетельствует и запах аммиака изо рта.

У женщин выделения с запахом возможны в периоды менопаузы и беременности (если беременная употребляет мало жидкости и/или принимает различные лекарства и добавки).

Если аммиаком пахнет пот, причиной может быть , , недержание мочи, проблемы с печенью, наличие бактерий, способных спровоцировать язвенную болезнь. Еще одна возможная причина запаха от тела — соблюдение протеиновой диеты.

Все знают, как пахнет нашатырный спирт, поэтому при появлении характерного запаха (в особенности, если моча пахнет у ребенка) или аммиачного привкуса во рту следует обратиться к врачу, который точно определит причину этого явления и примет необходимые меры.

Для детей

В педиатрии применяется с 3-летнего возраста.

При беременности

При беременности и лактации применение допускается исключительно в тех ситуациях, когда польза для организма женщины превышает потенциальный риск для ребенка.

В большинстве случаев беременные женщины стараются не использовать аммиак ни в каком виде. Краска для беременных также не должна содержать в своем составе это вещество. В список наиболее подходящих для беременных средств можно включить следующие краски для волос без аммиака:

• Игора Шварцкопф (Schwarzkopf Igora Vibrance);
• краски из палитры Гарньер (Garnier Color&Shine);
• краску Эстель, палитра которой насчитывает 140 оттенков;
• краску без аммиака из палитры Матрикс (Matrix Color Sync);
• краску Кутрин.

Немало хороших отзывов и о краске без аммиака Л’Ореаль (L’Oreal Professionnel LUO COLOR). Тем не менее, есть женщины, которые во время беременности продолжают пользоваться краской для волос с аммиаком.

Аммиак вызывает раздражение экстерорецепторов кожи и высвобождение таких биологически активных веществ, как гистамина, кининов, простагландинов. В спинном мозге аммиак способствует либерации противоболевых пептидов (энкефалинов и эндорфинов), которые блокируют идущий из патологического очага поток болевых импульсов. При вдыхании аммиак оказывает действие на рецепторы, расположенные верхних дыхательных путях (ими являются окончания тройничного нерва) и рефлекторно возбуждает центр дыхания. При высоких концентрациях аммиак способен рыхло коагулировать белки микробной клетки. Аммиак при любом способе введения быстро выводится из организма, в основном бронхиальными железами и легкими. Рефлекторно действует на сосудистый тонус и работу сердца. В месте аппликации аммиак расширяет сосуды, улучшает регенерацию и трофику и тканей, отток метаболитов. Такие же эффекты путем кожно-висцеральных рефлексов (без участия головного мозга) оказывает в сегментарно располагающихся мышцах и внутренних органах, способствуя восстановлению функций и нарушенных структур. Аммиак подавляет доминантный очаг возбуждения, который поддерживает патологический процесс, снижает боль, напряжения мышц, сосудистые спазмы. При длительном контакте на коже и слизистых оболочках раздражающее действие аммиака может перейти в прижигающее (вызывается коагуляция белков) с появлением отечности, гиперемии и болезненности. Прием внутрь аммиака в небольших дозах увеличивает секрецию желез, рефлекторно возбуждает рвотный центр и, соответственно, вызывает рвоту. Аммиак активирует в дыхательных путях мерцательный эпителий.

Показания

Ингаляционно: обморочные состояния (вызывает возбуждение дыхания); внутрь: для стимуляции рвоты и как отхаркивающее средство; наружно - миозиты, невралгии, обработка рук хирурга, укусы насекомых.

Способы применения аммиака и дозы

Аммиак используется местно, внутрь, ингаляционно в виде 10% водного раствора (нашатырный спирт). Для возбуждения дыхания и выведения больного из обморочных состояний осторожно подносят небольшой кусок марли или ваты, которые смочены нашатырным спиртом, к носовым отверстиям пациента (на 0,5–1 секунду) или используют ампулу с оплеткой. Внутрь использовать только в разведении - по 5–10 капель на 100 мл воды для провоцирования рвоты. При укусах насекомых - в виде примочек; при невралгиях и миозитах - растирания аммиачным линиментом. В хирургической практике разводят - 25 мл в 5 литрах теплой кипяченой воды и моют руки.
При пропуске очередного использования (наружно) аммиака применить, как вспомните, следующий раз – через установленное врачом время от последнего раза.
Прием внутрь неразведенного аммиака вызывает ожоги желудка, пищевода, глотки, ротовой полости.

Противопоказания и ограничения к применению

Повышенная чувствительность к аммиаку; для наружного использования еще и заболевания кожи (дерматит, экзема, нейродерматоз, пиодермии и прочие). С осторожность использовать аммиак при беременности, в периоде лактации, в детском (до 12 лет) возрасте.

Применение при беременности и кормлении грудью

Использовать аммиак с осторожность при беременности и в период лактации.

Побочные действия аммиака

Ожоги кожи и слизистых; рефлекторная остановка дыхания (при вдыхании в высокой концентрации).

Взаимодействие аммиака с другими веществами.

Аммиак нейтрализует кислоты.

Передозировка

При передозировке аммиаком внутрь возникают боль в животе, рвота с запахом аммиака, диарея, тенезмы (позывы к дефекации без нее), возбуждение, судороги, возможна смерть; ингаляционно - насморк, кашель, отек гортани, остановка дыхания, возможна смерть; при наружном использовании в высоких дозировках появляются ожоги. При появлении таких симптомов необходим вызов врача и срочная госпитализация для проведения лечения.

Торговые названия с действующим веществом аммиак

Физические свойства.

Под обычным давлением аммиак сжижается при -33 °С и затвердевает при -78 °С. Теплота плавления NH 3 составляет 6 кДж/моль. Критическая температура аммиака 132 °С, критическое давление - 112 атм. Содержащие его баллоны должны быть окрашены в жёлтый цвет и иметь чёрную надпись "Аммиак".

Аммиак представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом ("нашатырного спирта"). Растворимость его в воде больше, чем всех других газов: один объём воды поглощает при 0 °С около 1200, а при 20 °С - около 700 объёмов NH 3 . Продажный концентрированный раствор имеет обычно плотность 0,91 г/см 3 и содержит 25 вес.% NH 3 (т.е. близок к составу NH 3 ·3H 2 O).

С ассоциацией жидкого аммиака связана его большая теплота испарения (23,4 кДж/моль). Так как критическая температура аммиака лежит высоко (+132 °С) и при испарении его от окружающей среды отнимается много тепла, жидкий аммиак может служить рабочим веществом холодильных машин. r по воздуху = M NH 3 / M ср.воздуха = 17 / 29 = 0,5862

Жидкий аммиак является хорошим растворителем для очень большого числа органических соединений, а также многих неорганических. Например, хорошо растворяется в жидком аммиаке элементарная сера, крепкие растворы которой имеют красный цвет [и ниже +18 °С содержат сольват S(NH 3) 2 ]. Из солей лучше других растворимы производные аммония и щелочных металлов, причём по ряду Cl-Br-I растворимость солей возрастает. Примерами могут служить следующие данные (г/100 г NH 3 при 25 °С):

Подобный же ход изменения растворимости галогенидов характерен и для ряда других катионов. Хорошо растворимы в жидком аммиаке также многие нитраты (и КМnO 4). Напротив, оксиды, фториды, сульфаты и карбонаты, как правило, в нём нерастворимы.

Пользуясь различием растворимости солей в жидком NH 3 и воде, можно иногда осуществлять обращение обычно наблюдаемых реакций ионного обмена. Например, равновесие по схеме:

2 AgNO 3 + BaBr 2 Ы 2 AgBr + Ba(NO 3) 2

В водной среде практически нацело смещается вправо (из-за нерастворимости АgBr), а в аммиачной среде - влево (из-за нерастворимости ВаВr 2).

Характерным свойством аммиака как ионизирующего растворителя является его резко выраженное выравнивающее влияние на диссоциацию различных электролитов. Например, несоизмеримые друг с другом по диссоциации в водной среде HClO 4 и HCN в жидком аммиаке характеризуются почти одинаковыми константами диссоциации (5·10 -3 и 2·10 -3). Соли ведут себя в жидком аммиаке как электролиты средней силы или слабые (например, К = 2·10 -3 для КВr). Хлориды обычно бывают диссоциированы несколько менее, а иодиды - несколько более, соответствующих бромидов.

Особенностью жидкого аммиака является его способность растворять наиболее активные металлы, причём последние подвергаются ионизации. Например, разбавленный раствор металлического натрия имеет синий цвет, проводит электрический ток подобно растворам электролитов и содержит катионы Na+ (cольватированные аммиаком) и анионы (NH 3) x - . Центральной частью такого сложного аниона является свободный электрон, находящийся в поляризационном взаимодействии с окружающей средой (полярон). При более высоких концентрациях Na его раствор приобретает вид бронзы и проявляет металлическую электропроводность, т. е. наряду с сольватированным аммиаком содержатся и свободные электроны. Ниже -42 °С синяя и бронзовая фазы способны сосуществовать, не смешиваясь. Длительное хранение растворов натрия в жидком аммиаке сопровождается их обесцвечиванием в результате очень медленной реакции по схеме:

2 Na + 2 NH 3 = 2 NaNH 2 + H 2 ­ .

C цезием (растворимость 25 молей на 1000 г NH 3 при -50 °С) аналогичная реакция протекает за несколько минут.

Растворённый в аммиаке металл имеет тенденцию к отщеплению валентных электронов, что создаёт возможность проведения своеобразных реакций вытеснения. Например, пользуясь растворимостью в жидком аммиаке КСl и нерастворимостью СаСl 2 , можно осуществить выделение калия кальцием по схеме:

2 КСl + Ca ® CaCl 2 + 2 K.

Имеется интересное указание на то, что пропитка жидким аммиаком сильно повышает пластичность древесины. Это позволяет сравнительно легко придавать ей те или иные заданные формы, которые после удаления аммиака сохраняются.

Растворение аммиака в воде сопровождается выделением тепла (около 33 кДж/моль). Влияние температуры на растворимость иллюстрируется приводимыми ниже данными, показывающими число весовых частей NH 3 , поглощаемое одной весовой частью воды (под давлением аммиака, равным атмосферному):

Максимальной электропроводностью обладает при обычных условиях приблизительно 3 н раствор аммиака. Растворимость его в органических растворителях значительно меньше, чем в воде.

Химические свойства.

Образование ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму.

1. Аммиак - основание Льюиса. Его раствор в воде (аммиачная вода, нашатырный спирт) имеет щелочную реакцию (лакмус - синий; фенолфталеин - малиновый) из-за образования гидроксида аммония.

NH 3 + Н 2 O <--> NH 4 OH <--> NH 4 + + OH -

2. Аммиак реагирует с кислотами с образованием солей аммония.

NH 3 + HCl ® NH 4 Cl
2NH 3 + H 2 SO 4 ® (NH 4) 2 SO 4
NH 3 + H 2 O + CO 2 ® NH 4 HCO 3

Аммиак - восстановитель (окисляется до N 2 +1 O или N +2 O)

1. Разложение при нагревании

2N -3 H 3 - t° ® N 2 0 + 3H 2

2. Горение в кислороде

a) без катализатора

4N -3 H 3 + 3O 2 ® 2N 2 0 + 6Н 2 O

b) каталитическое окисление (kat = Pt)

4N -3 H 3 + 5O 2 ® 4N +2 O + 6Н 2 O

3. Восстановление оксидов некоторых металлов

3Cu +2 O + 2N -3 H 3 ® 3Cu0 + N 2 0 + 3Н 2 O

При пропускании струи аммиака над нагретой CuO он окисляется до свободного азота. Окисление аммиака озоном ведёт к образованию NH 4 NO 3 . Интересно, что некоторое участие в таком окислении принимает, по-видимому, и смешанный с озоном обычный кислород.

Аммиак является хорошим горючим реактивного топлива. Подобно воде, жидкий аммиак сильно ассоциирован, главным образом за счёт образования Н-связей. Однако они сравнительно слабы (около 4,2 кДж/моль). Вязкость жидкого аммиака почти в семь раз меньше вязкости воды. Его плотность (0,68 и 0,61 г/см 3 соответственно при -33 и +20 °С) также значительно меньше, чем у воды. Электрический ток жидкий аммиак практически не проводит, так как электролитическая диссоциация по схеме:

NH 3 + NH 3 Ы NH 4 + + NH 2 -

Ничтожно мала: ионное произведение = 2·10 -33 (при -50 °С).

Выше 0 °С (под давлением) жидкий аммиак смешивается с водой в любых соотношениях. На крепких растворах воды в аммиаке при 30 °С было показано, что её ионизация мала. Так, для 9 М раствора имеем / = 1·10 -11 .

Для химической характеристики аммиака основное значение имеют реакции трёх типов: присоединения, замещения водорода и окисления.

Наиболее характерные для аммиака реакции присоединения. В частности, при действии его на многие соли легко образуются кристаллические аммиакаты состава СаСl 2 ·8NH 3 , CuSO 4 ·4NH 3 и т.п., по характеру образования и устойчивости похожие на кристаллогидраты.

При растворении аммиака в воде происходит частичное образование гидроксида аммония:

NH 3 + H 2 O Ы NH 4 OH

В этом соединении радикал аммоний (NH 4) играет роль одновалентного металла. Поэтому электролитическая диссоциация NH 4 OH протекает по основному типу:

NH 4 OH Ы NH 4 + OH"

Объединяя оба эти уравнения, получаем общее представление о равновесиях, имеющих место в водном растворе аммиака:

NH 3 + H 2 O Ы NH 4 OH Ы NH 4 + OH"

Из-за наличия этих равновесий водный раствор аммиака (часто называемый просто "аммиаком") имеет резкий запах. Ввиду того что концентрация ионов ОН" в растворе невелика, NH 4 OH рассматривается как слабое основание. Гидроксид аммония является одним из важнейших химических реактивов, разбавленные растворы которого ("нашатырный спирт") применяются также в медицине и домашнем хозяйстве (при стирке белья и выводе пятен).

Анализ данных по распределению NH 3 между водой и органическими жидкостями показывает, что в гидратированной форме находится более 90% всего растворённого в воде аммиака. Для паровой фазы над водно-аммиачным раствором установлено наличие равновесия по схеме:

2 NH 3 + H 2 O Ы 2 NH 3 ·H 2 O + 75 кДж,

Характеризующегося значением К = 1·10 -4 при 20 °С.

Атом, молекула.

Молекула NH 3 имеет структуру треугольной пирамиды с атомом азота в вершине. Р HNH = 107,3°. Электроны связей Н-N довольно сильно смещены от водорода к азоту, поэтому молекула аммиака в целом характеризуется значительной полярностью.

Пирамидальная структура аммиака энергетически выгоднее плоской на 25 кДж/моль. Молекула полярна; связь N-H характеризуется энергией 389 кДж/моль, но для энергий последовательной диссоциации атомов водорода даются значения 435, 397 и 339 кДж/моль. Молекулы аммиака связаны слабыми водородными связями:

Интересным свойством молекул аммиака является их способность к структурной инверсии, т.е. к "выворачиванию наизнанку" путём прохождения атома азота сквозь образованную атомами водорода плоскость основания пирамиды. Потенциальный барьер этой инверсии равен 25 кДж/моль, осуществлять её могут лишь молекулы, достаточно богатые энергией. Скорость инверсии сравнительно невелика - она в 1000 раз меньше скорости ориентации молекул NH 3 электрическим полем.

Получение.

Перевод свободного азота воздуха в связанное состояние осуществляется главным образом путём синтеза аммиака:

N 2 + 3 H 2 Ы 2 NH 3 + 92 кДж.

Принцип смещения равновесия показывает, что наиболее выгодными для образования аммиака условиями являются возможно более низкая температура и возможно более высокое давление. Однако даже при 700 °С скорость реакции настолько мала (и следовательно, равновесие устанавливается так медленно), что не может быть и речи о её практическом использовании. Напротив, при более высоких температурах, когда равновесное состояние устанавливается быстро, ничтожно малым становится содержание аммиака в системе. Таким образом, техническое проведение рассматриваемого процесса оказывается как будто невозможным, так как, ускоряя достижение равновесия при помощи нагревания, мы одновременно смещаем его положение в невыгодную сторону.

Существует, однако, средство ускорить достижение равновесного состояния без одновременного смещения равновесия. Таким часто помогающим средством является подходящий катализатор. Подходящим катализатором является металлическое железо (с примесями Al 2 O 3 и К 2 О). Процесс обычно ведут при температуре 400-600 °С (на катализаторе) и давлениях 100-1000 атм. После выделения аммиака из газовой смеси последняя вновь вводится в цикл.

В процессе поисков катализатора для синтеза аммиака было перепробовано около 20 тыс. различных веществ. Широко применяемый железный катализатор готовится обычно нагреванием тесной смеси FeO и Fe 2 O 3 (содержащий небольшие примеси Fe, Al 2 O 3 и КОН) в атмосфере состава 3Н 2 +N 2 . Так как Н 2 S, CO, CO 2 , водяной пар и кислород быстро "отравляют" катализатор, подаваемая к нему азотоводородная смесь должна быть тщательно освобождена от них. При правильном технологическом режиме катализатор бесперебойно работает в течение нескольких лет.

Для дальнейшего развития промышленности синтетического аммиака может оказаться существенным, что при давлениях в 2000 атм и выше синтез аммиака из азотоводородной смеси хорошо идёт и без специального катализатора. Практический выход аммиака при 850 °С и 4500 атм составляет 97%. Особенно важно то обстоятельство, что при сверхвысоких давлениях наличие в исходных газах различных примесей не влияет на ход процесса.

Синтез аммиака был практически реализован в 1913 г., когда таким путём удалось получить 7 т NH 3 . В настоящее время этот синтез является основным промышленным методом получения связанного азота с ежегодной мировой выработкой, исчисляемой десятками миллионов тонн.

Помимо прямого синтеза аммиака из элементов, некоторое промышленное значение для связывания азота воздуха имеет разработанный в 1905 г. цианамидный способ . Последний основан на том, что при 1000 °С карбид кальция (получаемый прокаливанием смеси извести и угля в электрической печи) реагирует со свободным азотом по уравнению:

СаС 2 + N 2 = CaCN 2 + C + 293 кДж.

Полученный таким путём цианамид кальция (Са=N-C є N) представляет собой серый (от примеси углерода) порошок. При действии перегретого (т. е. нагретого выше 100 °С) водяного пара он разлагается с выделением аммиака:

СаСN 2 + 3 H 2 O = CaCO 3 + 2 NH 3 + 222 кДж.

Разложение цианамида кальция водой медленно протекает при обычных температурах. Поэтому им можно пользоваться как азотным удобрением, внося его в почву задолго до посева. Наличие кальция делает его особенно пригодным для подзолистых почв. "Цианамид играет роль не только азотистого, но и известкового удобрения, причём известь является бесплатным приложением к азоту" (Д.Н. Прянишников).

В лабораторного условиях NH 3 получают путём обработки твёрдого NH 4 Cl насыщенным раствором КОН. Выделившийся газ может осушен пропусканием сквозь сосуд с твёрдым КОН или со свежепрокаленным оксидом кальция (СаО). Применять для сушки H 2 SO 4 и CaCl 2 нельзя, так как аммиак образует с ними соединения.

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 - t° ® CaCl 2 + 2NH 3 ­ + 2Н 2 O

(NH 4) 2 SO 4 + 2KOH - t° ® K 2 SO 4 + 2NH 3 ­ + 2Н 2 O

Аммиак можно собирать только по методу (А), т.к. он легче воздуха и очень хорошо растворим в воде.

Действие на организм.

Аммиак сильно раздражает слизистые оболочки уже при 0,5%-ном содержании его в воздухе. Острое отравление аммиаком вызывает поражения глаз и дыхательных путей, одышку и воспаление лёгких. Средствами первой помощи служат свежий воздух, обильное промывание глаз водой, вдыхание водяного пара. Хроническое отравление аммиаком вызывает расстройство пищеварения, катары верхних дыхательных путей и ослабление слуха. Предельно допустимой концентрацией NH 3 в воздухе производственных помещений считается 0,02 мг/л. Смеси аммиака с воздухом, содержащие от 16 до 28 объёмн.% аммиака взрывоопасны.

Применение.

Т.к. разложение цианамида кальция водой медленно протекает при обычных температурах, то им можно пользоваться как азотным удобрением, внося его в почву задолго до посева. Наличие кальция делает его особенно пригодным для подзолистых почв. "Цианамид играет роль не только азотистого, но и известкового удобрения, причём известь является бесплатным приложением к азоту" (Д.Н. Прянишников).

Нашатырный спирт поступающий в продажу, содержит обычно около 10% аммиака. Он находит и медицинское применение. В частности, вдыхание его паров или приём внутрь (3-10 капель на рюмку воды) используется для снятия состояния сильного опьянения. Смазывание кожи нашатырным спиртом ослабляет действие укусов насекомых. Очень разбавленным нашатырным спиртом удобно протирать окна и мыть окрашенные масляной краской полы, более крепким - удалять следы от мух, чистить серебряные или никелированные предметы.

При выводе пятен хорошие результаты дают во многих случаях следующие составы (по объёму): а) 4 части нашатырного спирта, 5 частей эфира и 7 частей винного спирта (денатурата); б) 5 частей нашатырного спирта, 2 части бензина и 10 частей винного спирта; в) 10 частей нашатырного спирта, 7 частей винного спирта, 3 части хлороформа и 80 частей бензина; г) 5 частей нашатырного спирта, 3 части ацетона и 20 частей спиртового раствора мыла.

Попавшую на одежду масляную краску рекомендуется оттирать кусочками ваты, смоченными сперва скипидаром, а затем нашатырным спиртом. Для удаления чернильного пятна обычно достаточно обработать его нашатырным спиртом и смыть водой.

АММИАК. Химическая формула NH 3 .

Физико‑химические свойства. Аммиак – бесцветный газ с резким запахом нашатырного спирта, в 1,7 раза легче воздуха, хорошо растворяется в воде. Растворимость его в воде больше, чем всех других газов: при 20°C в одном объеме воды растворяется 700 объемов аммиака.

Температура кипения сжиженного аммиака – 33,35°С, так что даже зимой аммиак находится в газообразном состоянии. При температуре минус 77,7°С аммиак затвердевает.

При выходе в атмосферу из сжиженного состояния дымит. Облако аммиака распространяется в верхние слои приземного слоя атмосферы.

Нестойкое АХОВ. Поражающее действие в атмосфере и на поверхности объектов сохраняется в течение одного часа.

Пожаро и взрывоопасность. Горючий газ. Горит при наличии постоянного источника огня (при пожаре). При горении выделяет азот и водяной пар. Газообразная смесь аммиака с воздухом (при концентрациях в пределах от 15 до 28 % по объему) взрывоопасна. Температура самовоспламенения 650°С

Действие на организм. По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Аммиак обладает как местным, так и резорбтивным действием. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Вызывают при этом обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении охлаждается, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. Запах аммиака ощущается при концентрации 37 мг/м 3 . Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны производственного помещения составляет 20 мг/м 3 . Следовательно, если чувствуется запах аммиака, то работать без средств защиты уже опасно. Раздражение зева проявляется при содержании аммиака в воздухе 280 мг/м 3 , глаз – 490 мг/м 3 . При действии в очень высоких концентрациях аммиак вызывает поражение кожи: 7–14 г/м 3 – эритематозный, 21 г/м 3 и более – буллёзный дерматит. Токсический отёк лёгких развивается при воздействии аммиака в течение часа с концентрацией 1,5 г/м 3 . Кратковременное воздействие аммиака в концентрации 3,5 г/м 3 и более быстро приводит к развитию общетоксических эффектов. Предельно допустимая концентрация аммиака в атмосферном воздухе населённых пунктов равна: среднесуточная 0,04 мг/м 3 ; максимальная разовая 0,2 мг/м 3 .

Признаки поражения аммиаком: обильное слезотечение, боль в глазах, потеря зрения, приступообразный кашель; при поражении кожи химический ожог 1 й или 2 й степени.

Использование. Аммиак используется при производстве азотной и синильной кислот, мочевины, соды, азотсодержащих солей, удобрений, а также при крашении тканей и серебрении зеркал; как хладоагент в холодильниках; 10 %‑й водный раствор аммиака известен под названием «нашатырный спирт», 18–20 %‑й раствор аммиака называется аммиачной водой и используется в качестве удобрения.

Аммиак перевозится и часто хранится в сжиженном состоянии под давлением собственных паров (6–18 кгс/см 2), а также может храниться в изотермических резервуарах при давлении, близком к атмосферному давлению. При выходе в атмосферу дымит, быстро поглощается влагой.

Поведение в атмосфере. При выбросе паров в воздух очень быстро формируется первичное облако с высокой концентрацией аммиака. Образуется оно очень быстро (в течение 1–3 мин). За это время в атмосферу переходит 18–20 % вещества.

Вторичное облако возникает при испарении аммиака с площади разлива. Характеризуется оно тем, что концентрация его паров на 2–3 порядка ниже, чем в первичном облаке. Однако их продолжительность действия и глубина распространения значительно больше. В таких случаях за внешнюю границу зоны заражения принимают линию, обозначающую среднюю пороговую токсодозу – 15 (мг мин)/л. Продолжительность действия вторичного облака определяется временем испарения разлившегося вещества, которое, в свою очередь, зависит от температуры кипения и летучести вещества, температуры окружающей среды, скорости ветра и характера разлива (свободно или в поддон).

Аммиак почти в 2 раза легче воздуха, а это существенно влияет на глубину его распространения. Так, по сравнению с хлором глубина распространения первичного и вторичного облака, а также площадь зоны заражения будут примерно в 25 раз меньше.

Заражает водоёмы при попадании в них.