Amonijak

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Amonijak
Ammonia-2D-dimensions.png
Ammonia-3D-vdW.png
Nazivi
IUPAC naziv
Amonijak (engl. azane)
Drugi nazivi
hidrogen-nitrid
Identifikacija
3D model (Jmol)
3DMet B00004
Bajlštajn 3587154
ChEBI
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.028.760
EC broj 231-635-3
Gmelin Referenca 79
KEGG[1]
MeSH Ammonia
RTECS BO0875000
UNII
UN broj 1005
Svojstva
NH3
Molarna masa 17,031 g/mol
Agregatno stanje Bezbojan gas
Miris jak opor zadah
Gustina 0,86 kg/m3 (1,013 bar na tački ključanja)

0,769  kg/m3 (STP)[4]
0,73 kg/m3 (1,013 bar na 15  °C)
681,9 kg/m3 na −33,3  °C (tečnost)[5]
817 kg/m3 na −80  °C (transparentna čvrsta materija)[6]

Tačka topljenja −77,73 °C (−107,91 °F; 195,42 K) (Trojna tačka na 6,060 kPa, 195,4 K)
Tačka ključanja −33,34 °C (−28,01 °F; 239,81 K)
Kritična tačka (T, P) 1.324 °C (1.597 K), 1.113 atm (112.800 kPa)
47% w/w (0  °C)
31% w/w (25  °C)
18% w/w (50  °C)[7]
Rastvorljivost rastvoran u hloroformu, etru, etanolu, metanolu
Napon pare 857,3 kPa
Kiselost (pKa) 32,5 (−33  °C),[8] 10,5 (DMSO)
Baznost (pKb) 4,75
Konjugovana kiselina Amonijum
Konjugovana baza Azanid
Magnetna susceptibilnost −18,0·10−6 cm³/mol
Indeks refrakcije (nD) 1,3327
Viskoznost 0,276 cP (−40 °C)
Struktura
C3v
Oblik molekula (orbitale i hibridizacija) trigonalna piramida
Dipolni moment 1,42 D
Opasnosti
Bezbednost prilikom rukovanja ICSC 0414 (anhidridan)
GHS piktogrami GHS-pictogram-acid.svgGHS-pictogram-skull.svgGHS-pictogram-pollu.svg[9]
H221, H280, H314, H331, H400[9]
P210, P261, P273, P280, P305+351+338, P310[9]
NFPA 704
Flammability code 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g., canola oilHealth code 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g., chlorine gasKod reaktivnosti 0: Normalno stabilan, čak i pod stanjem izloženosti vatri; nije reaktivan s vodom (npr. tečni azot)Special hazards (white): no codeNFPA 704 four-colored diamond
1
3
0
Tačka paljenja zapaljiv gas
651 °C (1.204 °F; 924 K)
Eksplozivni limiti 15–28%
Smrtonosna doza ili koncentracija (LD, LC):
0,015 mL/kg (čovek, oralno)
40.300 ppm (pacov, 10 min)
28.595 ppm (pacov, 20 min)
20.300 ppm (pacov, 40 min)
11.590 ppm (pacov, 1 h)
7338 ppm (pacov, 1 h)
4837 ppm (miš, 1 h)
9859 ppm (kunić, 1 h)
9859 ppm (mačka, 1 h)
2000 ppm (pacov, 4 h)
4230 ppm (miš, 1 h)[10]
5000 ppm (sisari, 5 min)
5000 ppm (čovek, 5 min)[10]
Granice izloženosti zdravlja u SAD (NIOSH):[11]
PEL (dozvoljeno)
50 ppm (25 ppm ACGIH- TLV; 35 ppm STEL)
REL (preporučeno)
TWA 25 ppm (18 mg/m³) ST 35 ppm (27 mg/m³)
IDLH (trenutna opasnost)
300 ppm
Srodna jedinjenja
Drugi anjoni
amonijum-hidroksid (NH4OH)
Drugi katjoni
Fosfin, arsin, stibin
Srodna nitrogen hydrides
Hidrazin, Hydrazoic acid, amonijum-hlorid (NH4Cl)
Srodna jedinjenja
Amonijum hidroksid, hidroksilamin, hloroamin
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Reference infokutije

Amonijak ili azan je hemijsko jedinjenje azota i vodonika sa molekulskom formulom NH3. Pri normalnim uslovima amonijak je gas oštrog, karakterističnog mirisa, lakši od vazduha i lako rastvoran u vodi. Amonijak je otrovan gas. On je korozivan je za neke materije.

Molekul amonijaka ima trigonalno-piramidnu strukturu, prema predviđanjima VSEPR teorije. Takva struktura daje molekulu polarni moment i čini je polarnom, zbog čega je amonijak lako rastvoran u vodi. Atom azota u molekulu ima jedan slobodan elektronski par, pa se amonijak ponaša kao baza.[12][13][14] To znači da u vodenom rastvoru može da preuzme proton od molekula vode, kada nastaje hidroksidni anjon i jedan amonijumski katjon (NH4+) koji ima oblik pravilnog tetraedra. Stupanj do kojeg amonijak stvara amonijeve jone zavisi od pH vrednosti rastvora: pri pH ~ 7 disocirano je oko 99% molekula amonijaka. Glavna primena amonijaka je u proizvodnji gnojiva, eksploziva i polimera. Takođe je sastojak kućnih sredstava za čišćenje.[15][16]

U malim količinama, amonijaka ima i u atmosferi, gde nastaje zbog procesa raspadanja azotnih materija životinjskog i biljnog porekla. Amonijak i amonijeve soli nalaze se u malim količinama u kišnici, dok se amonijum hlorid (salmijak) i amonijum sulfat nalaze u blizini vulkana, a kristali amonijum bikarbonata su pronađeni u patagonskom guanu, odnosno fosilnim ostacima ptičjeg izmeta. Amonijeve soli su široko rasprostranjene u plodnoj zemlji svih područja i u morskoj vodi. Materije koje sadrže amonijak ili koje su mu slične zovu se amonijalkali.[17] [18][19][20][21]

Istorija[uredi]

Ime amonijak (lat. ammoniacus) dobio je po kraju blizu Amonova hrama u Libiji, gde su se dobijale amonijeve soli.

Soli amonijaka bile su poznate iz vrlo ranih epoha, budući da se izraz Hammoniacus sal javlja u spisima Plinija. Nije poznato, međutim, da li taj izraz ima identičan smisao s novijim izrazom sal-ammoniac, u kom obliku je amonijak je bio poznat i alkemičarima, još u 13. veku, a spominjao ga je Albert Veliki. U srednjem veku, bio je upotrebljavan i kao boja u vidu fermentisanog urina, i za izmenu boja biljnog porekla. U 15. veku, Vasil Valentajn je dokazao da se amonijak može dobiti delovanjem alkalija na sal-amonijak. U kasnijem razdoblju, kada je sal-amonijak dobijan destilacijom papaka i rogova bikova i neutralisanjem nastalog karbonata sa hlorovodičnom kiselinom, ime „duh jelenskog roga” odnosilo se na amonijak. U gasovitom obliku, amonijak je prvi izolovao Džozef Pristli 1774. godine i dao mu ime „alkalni vazduh”. Jedanaest godina kasnije, 1785. godine, Klod Luj Bertole je utvrdio njegov sastav.

Haberov proces proizvodnje amonijaka iz azota koji se nalazi u vazduhu, razvili su Fric Haber i Karl Boš 1909. godine, a patentiran je 1910. U industrijskim razmerima, taj proces su prvi koristili Nemci tokom Prvog svetskog rata, rešavajući problem nedostatka nitrata iz Čilea, zbog savezničke blokade. Amonijak su koristili za dobijanje eksploziva da bi podržali i svoje ratne ciljeve.

Amonijak koji je u komercijalnom prometu se naziva „bezvodni amonijak”. On se razlikuje od rastvora amonijak hidroksida, koji se ponekad naziva „kućni amonijak”.

Osobine[uredi]

Molekuli amonijaka imaju oblik pravilnog tetraedra. Ova forma i daje molekulu veliki dipolni momenat i, pored razlika u elektronegativnosti, uzrok je što je amonijak polaran. Usled polarnosti amonijak je rastvorljiv u polarnim protičnim neorganskim rastvaračima kao što je voda.[22][23]

Azotov atom u molekulu ima jedan slobodan elektronski par, pa se amonijak ponaša kao Luisova baza. U kiselom ili neutralnom vodenom rastvoru amonijak može da se sjedini sa hidronijum jonom (H3O+), pri pri čemu se oslobađa molekul vode (H2O) i formira pozitivno naelektrisan amonijum jon (NH4+) koji ima oblik pravilnog tetraedra. Formiranje amonijum jona zavisi od pH vrednosti rastvora.

Osobina Vrednost
Broj akceptora vodonika 1
Broj donora vodonika 1
Broj rotacionih veza 0
Particioni koeficijent[24] (ALogP) -0,3
Rastvorljivost[25] (logS, log(mol/L)) 1,5
Polarna površina[26] (PSA, Å2) 35,0

Primena[uredi]

Najvažnija oblast u kojoj se koristi amonijak je proizvodnja azotne kiseline Ostvaldovim metodom. Takođe koristi se za proizvodnju azot(II)-oksida, koji je ujedno i prvo prekursorsko jedinjenje u proizvodnji nitratne kiseline.

Amonijak se upotrebljava u proizvodnji veštačkih đubriva, eksploziva i polimera. Takođe amonijak je i sastojak nekih deterdženata za staklo.

Tečan amonijak se koristi i kao rastvarač. Takođe amonijak se primenjuje u rashladnim uređajima.

Dobijanje i rasprostranjenost[uredi]

Može se dobiti direktnom sintezom azota i vodonika (Haber-Bošova sinteza):

Takođe može se dobiti dejstvom kalcijum oksida na amonijum-hlorid, kao i dejstvom vode na magnezijum-nitrid:

U atmosferi se nalazi u veoma malim količinama a nastaje procesom raspada životinjskih ili biljnih materija. Amonijum hlorid i amonijum sulfat su nađeni u vulkanskim oblastima na. Kristali amonijum bikarbonata se nalaze u izmetu nekih morskih ptica nekih slepih miševa (guano). Amonijumove soli se mogu sresti i u morskoj vodi. Supstance koi sadrže amonijak ili su slične njemu nazivaju se amonijačne supstance.

Rastvorljivost soli[uredi]

Rastvorljivost (broj grama na 100 g amonijaka)
Amonijum acetat 253.2
Amonijum nitrat 389.6
Litijum nitrat 243.7
Natrijum nitrat 97.6
Kalijum nitrat 10.4
Natrijum fluorid 0.35
Natrijum hlorid 3.0
Natrijum bromid 138.0
Natrijum jodid 161.9

Reference[uredi]

  1. ^ Joanne Wixon; Douglas Kell (2000). „Website Review: The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes — KEGG”. Yeast. 17 (1): 48—55. doi:10.1002/(SICI)1097-0061(200004)17:1<48::AID-YEA2>3.0.CO;2-H. 
  2. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  уреди
  3. ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  4. ^ „Gases – Densities”. Приступљено 3. 3. 2016. 
  5. ^ Yost, Don M. (2007). „Ammonia and Liquid Ammonia Solutions”. Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. стр. 132. ISBN 978-1-4067-7302-6. 
  6. ^ Blum, Alexander (1975). „On crystalline character of transparent solid ammonia”. Radiation Effects and Defects in Solids. 24 (4): 277. doi:10.1080/00337577508240819. 
  7. ^ Budavari, Susan, ур. (1996). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (12th изд.). Merck. ISBN 978-0-911910-12-4. 
  8. ^ Perrin, D. D., Ionisation Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution; 2nd Ed., Pergamon Press: Oxford, 1982.
  9. 9,0 9,1 9,2 Sigma-Aldrich Co., Ammonia. Retrieved on 20. 7. 2013.
  10. 10,0 10,1 „Ammonia”. Immediately Dangerous to Life and Health. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  11. ^ NIOSH Džepni vodič hemijskih hazarda 0028
  12. ^ Whitten K.W., Gailey K. D. and Davis R. E. (1992): General chemistry, 4th Ed. Saunders College Publishing, Philadelphia. ISBN 978-0-03-072373-5.
  13. ^ Petrucci R.H., Harwood W.S. and Herring F.G. (2002): General Chemistry, 8th Ed. Prentice-Hall. New York: ISBN 978-0-13-014329-7.
  14. ^ Laidler K. J. (1978): Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings, Menlo Park. ISBN 978-0-8053-5680-9.
  15. ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. ISBN 978-9958-9344-1-4.
  16. ^ Voet D., Voet J. (1995): Biochemistry, 2nd Ed. Wiley, http://www.wiley.com/college/math/chem/cg/sales/voet.html.
  17. ^ Hall J. E., Guyton A. C. (2006): Textbook of medical physiology, 11th edition. Elsevier Saunders, St. Louis, Mo. ISBN 978-0-7216-0240-0.
  18. ^ Hadžiselimović R., Maslić E. (1999): Osnovi etologije – Biologija ponašanja životinja i ljudi. Sarajevo Publishing, Sarajevo. ISBN 978-9958-21-091-4.
  19. ^ Nelson D. L.; Cox M. M. (2013). Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Co. ISBN 978-1-4641-0962-1. 
  20. ^ Atkins P., de Paula J. (2006): Physical chemistry, 8th Ed. W. H. Freeman, San Francisco. ISBN 978-0-7167-8759-4.
  21. ^ Binder H. H. (1999): Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart. ISBN 978-3-7776-0736-8.
  22. ^ Lide David R., ур. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0487-3. 
  23. ^ Susan Budavari, ур. (2001). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (13th изд.). Merck Publishing. ISBN 0911910131. 
  24. ^ Ghose, A.K.; Viswanadhan V.N. & Wendoloski, J.J. (1998). „Prediction of Hydrophobic (Lipophilic) Properties of Small Organic Molecules Using Fragment Methods: An Analysis of AlogP and CLogP Methods”. J. Phys. Chem. A. 102: 3762—3772. doi:10.1021/jp980230o. 
  25. ^ Tetko IV, Tanchuk VY, Kasheva TN, Villa AE (2001). „Estimation of Aqueous Solubility of Chemical Compounds Using E-State Indices”. Chem Inf. Comput. Sci. 41: 1488—1493. PMID 11749573. doi:10.1021/ci000392t. 
  26. ^ Ertl P.; Rohde B.; Selzer P. (2000). „Fast calculation of molecular polar surface area as a sum of fragment based contributions and its application to the prediction of drug transport properties”. J. Med. Chem. 43: 3714—3717. PMID 11020286. doi:10.1021/jm000942e. 

Literatura[uredi]

Spoljašnje veze[uredi]