Нитроген (азот) имеет несколько соединений с Гидрогеном (водород), из которых наиболее весомое значение имеет аммиак. В лабораторных условиях его получают при нагревании смеси хлорида аммония с гидроксидом калия. До конца 19 века чилийское месторождение натриевой селитры считали единственным источником соединений Нитрогена. Благодаря научным разработкам, химиками было предложено несколько методов фиксации атмосферного Нитрогена. Первым из них был цианамидный способ синтеза аммиака. Этот метод основан на свойстве азота соединяться с карбамидом кальция. Для этого пропускают азот через разогретый карбид кальция:
N2 + CaC2 = CaCN2 + С
Полученный таким образом CaCN2 (цианид кальция) используют в качестве нитратного удобрения в сельском хозяйстве. Следует сказать, что при обработке этого соединения водяным паром образуется аммиак:
CaCN2 + ЗН20 = 2NH3+ СаС03
Аммиак перерабатывают на нитратную кислоту и азотные удобрения. В современной химии широко распространен другой метод получения NH3 – синтез его из Нитрогена и Гидрогена:
1/2 N +3/2 H2 = NH3
Полученный таким образом аммиак называют синтетическим. Промышленный синтез аммиака производят при наличии катализатора и при температуре 500 градусов.
Аммиак – газ, который имеет резкий характерный запах, он легче воздуха. Нельзя вдыхать NH3 продолжительное время, поскольку он ядовит. Этот газ довольно хорошо растворяется в Н2О. Концентрированный водный раствор аммиака содержит 25 % NH3.
При охлаждении (до -79°С) водный раствор аммиака переходит в кристаллогидрат. Научными исследованиями доказано, что основная масса NH3 в водном растворе пребывает в виде гидратированных молекул (NH3·nH2O) и лишь незначительная часть растворенного аммиака (около 0,5 %) взаимодействует с водой:
NH3 + H2O = NH4+ + ОН –
Щелочная реакция растворов аммиака обусловлена наличием гидроксид-ионов. Традиционно раствор аммиака обозначают как NH4ОН. Щелочность раствора обуславливается наличием гидроксильной группы, которая образуется в результате диссоциации гидроксида аммония.
Раствор аммиака считают слабым основанием. В лабораториях иногда аммиак получают путем нагревания нашатыря. Аммиак довольно активное химическое соединение, взаимодействует со многими веществами, при этом проявляет только восстановительные свойства.
Аммиак горит, в присутствии Оксигена зеленовато-желтым пламенем, окисляясь при этом до свободного Нитрогена. При наличии катализатора (платины) окисление аммиака·идет дальше до образования оксида нитрогена. Эту реакцию используют в процессе получения нитратной кислоты. Следует сказать, что большая часть полученного таким образом аммиака расходуется на производство нитратных удобрений, а также нитратной кислоты.
В процессе испарения при -33,4 °С, жидкий NH3 из окружающей среды поглощает очень много теплоты, вызывает охлаждение. Это свойство его используют в холодильных установках для получения искусственного льда при хранении скоропортящихся продуктов питания. Не редко жидкий аммиак используют при строительстве подземных конструкций. Раствор аммиака находит применение в лабораторной практике, химической промышленности, домашнем обиходе, и в медицине.
Раствор аммиака применение. Применяют как средство для возбуждения дыхания и выведения пациента из обморочного состояния. Большие концентрации NH3 могут вызвать остановку дыхания. Иногда раствор аммиака используют как рвотное средство (10 капель на 100 мл воды). Следует учитывать, что это фармацевтическое средство нельзя применять наружно при наличии кожных заболеваний (экзема, дерматит). При отравлении парами аммиака медики назначают ацетатную, цитратную, тартратную (винную) кислоты в 1 % концентрации. В хирургической практике применяют раствор аммиака (25 мл/5 л кипяченой, теплой воды).
