Woda amoniakalna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Woda amoniakalna (NH
3
·H
2
O
) – 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
2
O ⇄ 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
4
OH
. 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
2
O
[1]. Oddziaływanie takie ma czas życia rzędu 10−10 s[2]. Z obliczeń teoretycznych wynika, że w układzie HOHNH
3
długości wiązań OH (wolnego i związanego z NH
3
) różnią się jedynie o 2%, a odległość HN (179 pm) jest znacznie większa niż pozostałych wiązań NH w badanym układzie (102 pm)[3].

Ponieważ jednak dla reakcji:

NH
3

(nasyc.)
+ H
2
O
(ciecz)
→ [NH
3
·H
2
O]
(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 HOHNH
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]

  1. John B. Davis, Ammonia and "ammonium hydroxide", „Journal of Chemical Education”, 30 (10), 1953, s. 511, DOI10.1021/ed030p511 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
  2. John Yoke, Ammonium hydroxide does not exist, „Journal of Chemical Education”, 66 (4), 1989, s. 310, DOI10.1021/ed066p310 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
  3. a b Stephen J. Hawkes, The Formula for Ammonia Monohydrate, „Journal of Chemical Education”, 81 (11), 2004, s. 1569, DOI10.1021/ed081p1569.3 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
  4. Thomas R. Tuttle, Ammonium Hydroxide: What is its structure?, „Journal of Chemical Education”, 68 (6), 1991, s. 533, DOI10.1021/ed068p533.1 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
  5. John T. Yoke, Ammonium Hydroxide: What is its structure?, „Journal of Chemical Education”, 68 (6), 1991, s. 533, DOI10.1021/ed068p533.2 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
  6. 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, DOI10.1021/ed100536n [dostęp 2022-02-22] (ang.).
  7. ocinitrogen.com: Aqueous ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-23].
  8. brenntag.pl: Produkty dla garbarstwa. [dostęp 2014-03-10].
  9. a b anwil.pl: Woda amoniakalna. [dostęp 2014-03-10].
  10. a b zchpolice.pl: Woda amoniakalna. [dostęp 2013-11-27].
  11. a b 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]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-03-04)].
  14. bomammonia.com: Manufacturers of liquor ammonia (ang.). [dostęp 2013-11-27].
  15. unipetrol.cz: Ammonia liquor technical (ang.). [dostęp 2013-11-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-03-13)].
  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]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-07-14)].