Файл: Шестак. М11д получение аммиака.odt

Шестак.М11Д

Получение аммиака

Аммиак (NH₃) – соединение азота и водорода. Это лёгкий газ с резким запахом. Получение аммиака в промышленности и лабораториях необходимо для производства удобрений, полимеров, азотной кислоты и других веществ.

В промышленности

Аммиак промышленным путём получают из азота, соединяя его с водородом. Азот берут из воздуха, водород – из воды. Впервые метод разработал немецкий химик Фриц Габер. Промышленный способ получения аммиака стали называть процессом Габера.

Реакция проходит с уменьшением объёма и выделением энергии в виде тепла:

3H₂ + N₂ → 2NH₃ + Q.

Реакция обратима, поэтому необходимо соблюсти несколько условий. При высоком давлении и низких температурах объём полученного аммиака увеличивается. Однако низкие температуры замедляют скорость реакции, а повышение температуры способствует увеличению скорости обратной реакции.

Опытным путём были найдены необходимые условия для проведения реакции:

• 
  температура – 500°C;
  
• 
  давление – 350 атм;
  
• 
  катализатор – оксид железа Fe₃O₄ (магнетит) с примесями оксидов серебра, калия, кальция и других веществ.
  

При таких условиях получившийся газ содержит 30 % аммиака. Чтобы избежать обратной реакции, вещество быстро охлаждают. При низких температурах получившийся газ превращается в жидкость. Неизрасходованные газы – азот и водород – возвращаются обратно в колонну для синтеза. Такой способ помогает быстро получить большие объёмы аммиака, максимально используя сырьё.

Чтобы найти нужный катализатор, было испробовано 20 тысяч разных веществ.

В лаборатории

Для получения аммиака в лаборатории используется реакция щелочей на соли аммония:

NH₄Cl + NaOH → NH₃↑ + NaCl + H₂O

Также аммиак лабораторным путём можно получить из хлорида аммония, нагретого вместе с гашёной известью, или разложением гидроксида аммония:

• 
  2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O;
  
• 
  NH₄OH ↔ NH₃↑ + H₂O.
  

Полностью осушить аммиак можно с помощью смеси извести с едким натрием

---

, через которую пропускают полученный газ. Для этой же цели жидкий аммиак смешивают с металлическим натрием и подвергают дистилляции.

Аммиак легче воздуха, поэтому для его сбора пробирку держат вверх дном.

Применение

Аммиак используется в разных отраслях:

• 
  в сельском хозяйстве – для производства азотсодержащих удобрений;
  
• 
  в промышленности – для производства полимеров, взрывчатых веществ, искусственного льда;
  
• 
  в химии – для изготовления азотной кислоты, соды;
  
• 
  в медицине – в качестве нашатырного спирта.
  

---