Woda amoniakalna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Woda amoniakalna (NH3·H2O) – zwyczajowa nazwa roztworu amoniaku w wodzie. Ma charakterystyczny ostry, amoniakalny zapach. W temperaturze 15 °C roztwór o stężeniu 12,74% ma gęstość 0,950 g/cm³, a o stężeniu 35,20% – 0,880 g/cm³. Ogrzewanie wody amoniakalnej powoduje wydzielanie się gazowego amoniaku.

Woda amoniakalna zawiera niewielką ilość jonów amonowych powstających na skutek reakcji amoniaku z wodą, zachodzącej zgodnie z równaniem:

NH3 + H2ONH+4 + OH

i dzięki temu ma odczyn zasadowy. Stała równowagi (zasadowa) reakcji wynosi Kb = 1,8×10−5. Przykładowo w roztworze amoniaku o stężeniu 1M (1 mol/dm³) zaledwie 0,42% cząsteczek NH3 daje jony amonowe (pH takiego roztworu wynosi 11,63).

Wodorotlenek amonu[edytuj | edytuj kod]

Z istnienia szeregu różnych soli amonowych oraz zasadowego odczynu wody amoniakalnej wnoszono o istnieniu związku o nazwie wodorotlenek amonu i wzorze NH4OH. W rzeczywistości związek taki nie został wykryty w żadnym układzie woda-amoniak. W 0,1 M roztworze amoniaku w wodzie ok. połowa cząsteczek NH3 jest wolna, a połowa uwodniona, co wskazuje na słabość oddziaływania NH3 i H2O[1]. Oddziaływanie takie ma czas życia rzędu 10-10 s[2]. Z obliczeń teoretycznych wynika, że w układzie H−O−H···NH3 długości wiązań O−H (wolnego i związanego z NH3) różnią się jedynie o 2%, a odległość H···N (179 pm) jest znacznie większa niż pozostałych wiązań N−H w badanym układzie (102 pm)[3].

Ponieważ jednak dla reakcji:

NH3(nasyc.) + H2O(ciecz) → [NH3H2O](ciecz)

w 25 °C zmiana entalpii swobodnej jest ujemna (ΔG0 = −6,39 kJ/mol), zaproponowano, że może to oznaczać istnienie wodorotlenku amonu o budowie zbliżonej do H−O−H···NH3, z niewielkim udziałem ładunku ujemnego na atomie tlenu i ładunku dodatniego na atomie azotu[4]. Taka interpretacja wzbudziła jednak kontrowersje[3][5], a w opinii większości chemików nie należy używać nazwy "wodorotlenek amonu" lecz "wodny roztwór amoniaku"[6].

Produkcja[edytuj | edytuj kod]

Wodny roztwór amoniaku wytwarza się przez rozpuszczenie czystego amoniaku w zdemineralizowanej wodzie[7].

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Techniczna woda amoniakalna stosowana jest w przemyśle gumowym, szklarskim, garbarskim[8] (do produkcji żelatyny), przy produkcji barwników[9] oraz półproduktów organicznych[10]. Ponadto woda amoniakalna znajduje zastosowanie jako nawóz sztuczny[11] oraz regulator pH. Niemniej jednak obecnie odgrywa ważną rolę w redukcji emisji tlenków azotu do atmosfery, wytwarzanych przy spalaniu w przedsiębiorstwach przemysłowych. Jest bowiem stosowana jako reduktor w procesach selektywnej redukcji katalitycznej oraz selektywnej redukcji niekatalitycznej.

Producenci[edytuj | edytuj kod]

Polscy producenci wody amoniakalnej: Grupa Azoty Zakłady Azotowe "Puławy" S.A.[11], Anwil S.A.[9], Grupa Azoty Zakłady Chemiczne "Police" S.A.[10]. Inni producenci wody amoniakalnej na świecie: Verma Gases PVT. Ltd. - 94 t/dziennie (łącznie z odwodnionym amoniakiem)[12], Sanj-Raj Photochem Industries - 50 t/dziennie[13], Bamco - 15 t/dziennie[14], Unipetrol[15], Tanner Industries Inc.[16], Rustavi Azot[17], Yara[18].

Przypisy

  1. John B. Davis. Ammonia and "ammonium hydroxide". „J. Chem. Educ.”. 30 (10), s. 511, 1953. doi:10.1021/ed030p511. 
  2. John Yoke. Ammonium hydroxide does not exist. „J. Chem. Educ.”. 66 (4), s. 310, 1989. doi:10.1021/ed066p310. 
  3. 3,0 3,1 Stephen J. Hawkes. Formula for Ammonia Monohydrate. „J. Chem. Educ.”. 81 (11), s. 1569, 2004. doi:10.1021/ed081p1569.3. 
  4. Thomas R. Tuttle, Jr. Ammonium Hydroxide: What is its structure?. „J. Chem. Educ.”. 68 (6), s. 533, 1991. doi:10.1021/ed068p533.1. 
  5. John T. Yoke. To the Editor. „J. Chem. Educ.”. 68 (6), s. 533, 1991. doi:10.1021/ed068p533.2. 
  6. Michael J. Sanger, Matthew Danner. Aqueous Ammonia or Ammonium Hydroxide? Identifying a Base as Strong or Weak. „J. Chem. Educ.”. 87 (11), s. 1213–1216, 2010. doi:10.1021/ed100536n. 
  7. ocinitrogen.com: Aqueous ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-23].
  8. brenntag.pl: Produkty dla garbarstwa. [dostęp 2014-03-10].
  9. 9,0 9,1 anwil.pl: Woda amoniakalna. [dostęp 2014-03-10].
  10. 10,0 10,1 zchpolice.pl: Woda amoniakalna. [dostęp 2013-11-27].
  11. 11,0 11,1 pulawy.com: LIKAM® - woda amoniakalna. [dostęp 2014-03-10].
  12. ammoniasolution.com: Company profile (ang.). [dostęp 2013-11-27].
  13. sanjrajphotochem.in: Liquor ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-27].
  14. bomammonia.com: Manufacturers of liquor ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-27].
  15. unipetrol.cz: Ammonia liquor technical (ang.). [dostęp 2013-11-27].
  16. tannerind.com: Aqua ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-27].
  17. azot.ge: Ammonia liquor (ang.). [dostęp 2013-11-27].
  18. yara.us: Industrial ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-27].