Woda amoniakalna
Woda amoniakalna (NH
3·H
2O) – 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:
- NH
3 + H
2O ⇄ NH+
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 NH
3 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 NH
4OH. W rzeczywistości związek taki nie został wykryty w żadnym układzie woda–amoniak. W 0,1 M roztworze amoniaku w wodzie ok. połowa cząsteczek NH
3 jest wolna, a połowa uwodniona, co wskazuje na słabość oddziaływania NH
3 i H
2O[1]. Oddziaływanie takie ma czas życia rzędu 10−10 s[2]. Z obliczeń teoretycznych wynika, że w układzie H−O−H⋯NH
3 długości wiązań O−H (wolnego i związanego z NH
3) 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:
- NH
3
(nasyc.) + H
2O
(ciecz) → [NH
3·H
2O]
(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⋯NH
3, 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[edytuj | edytuj kod]
- ↑ John B. Davis, Ammonia and "ammonium hydroxide", „Journal of Chemical Education”, 30 (10), 1953, s. 511, DOI: 10.1021/ed030p511 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ John Yoke, Ammonium hydroxide does not exist, „Journal of Chemical Education”, 66 (4), 1989, s. 310, DOI: 10.1021/ed066p310 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ a b Stephen J. Hawkes, The Formula for Ammonia Monohydrate, „Journal of Chemical Education”, 81 (11), 2004, s. 1569, DOI: 10.1021/ed081p1569.3 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ Thomas R. Tuttle, Ammonium Hydroxide: What is its structure?, „Journal of Chemical Education”, 68 (6), 1991, s. 533, DOI: 10.1021/ed068p533.1 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ John T. Yoke, Ammonium Hydroxide: What is its structure?, „Journal of Chemical Education”, 68 (6), 1991, s. 533, DOI: 10.1021/ed068p533.2 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ Michael J. Sanger, Matthew Danner, Aqueous Ammonia or Ammonium Hydroxide? Identifying a Base as Strong or Weak, „Journal of Chemical Education”, 87 (11), 2010, s. 1213–1216, DOI: 10.1021/ed100536n [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ ocinitrogen.com: Aqueous ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-23].
- ↑ brenntag.pl: Produkty dla garbarstwa. [dostęp 2014-03-10].
- ↑ a b anwil.pl: Woda amoniakalna. [dostęp 2014-03-10].
- ↑ a b zchpolice.pl: Woda amoniakalna. [dostęp 2013-11-27].
- ↑ a b pulawy.com: LIKAM® - woda amoniakalna. [dostęp 2014-03-10].
- ↑ ammoniasolution.com: Company profile (ang.). [dostęp 2013-11-27].
- ↑ sanjrajphotochem.in: Liquor ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-03-04)].
- ↑ bomammonia.com: Manufacturers of liquor ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-27].
- ↑ unipetrol.cz: Ammonia liquor technical (ang.). [dostęp 2013-11-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-03-13)].
- ↑ tannerind.com: Aqua ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-27].
- ↑ azot.ge: Ammonia liquor (ang.). [dostęp 2013-11-27].
- ↑ yara.us: Industrial ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-07-14)].