آمونیاک

آمونیاک چیست؟

۱. ساختار شیمیایی و فرمول آمونیاک یک ترکیب شیمیایی با فرمول NH₃ است. این مولکول از یک اتم نیتروژن (N) و سه اتم هیدروژن (H) تشکیل شده است. ساختار فضایی آن به شکل هرم مثلثی یا هرم ثلاثی است به این معنی که سه اتم هیدروژن مانند پایههای یک هرم و اتم نیتروژن در رأس آن قرار دارد. وجود یک جفت الکترون ناپیوندی روی اتم نیتروژن، باعث ایجاد قطبیت شدید در مولکول میشود و به آن خاصیت باز قوی میبخشد.این مولکول میتواند با تشکیل پیوند هیدروژنی بین اتم نیتروژن یک مولکول و اتم هیدروژن مولکول دیگر، به راحتی به حالت مایع درآید. همین پیوندهای هیدروژنی نقش کلیدی در تعیین نقطه جوش و انحلالپذیری بالای آن در آب ایفا میکنند

۲. خواص فیزیکی آمونیاک در شرایط استاندارد (دما و فشار اتاق) به صورت یک گاز بی رنگ با بویی تند و زننده وجود دارد. بوی شدید آن به قدری مشخص است که حتی در غلظتهای بسیار کم نیز به راحتی قابل تشخیص است. این گاز به راحتی در آب حل میشود و محلول بازی قوی به نام "آمونیاک آب" یا هیدروکسید آمونیوم (NH₄OH) تشکیل میدهد. از دیگر خواص فیزیکی مهم آن، نقطه جوش نسبتاً بالای آن (۳۳٫۳۴- درجه سانتیگراد) در مقایسه با گازهای مشابه است که ناشی از تشکیل پیوند هیدروژنی قوی بین مولکولهاست. چگالی گاز آمونیاک از هوا کمتر است، اما در صورت خنک شدن یا تحت فشار، به مایعی بی رنگ و فرار تبدیل میگردد.

۳. روشهای تولید روش اصلی و صنعتی تولید آمونیاک، "فرآیند هابر-بوش" (Haber-Bosch) است. در این فرآیند، گازهای نیتروژن (از هوا) و هیدروژن (معمولاً از گاز طبیعی) در حضور یک کاتالیست (معمولاً آهن) و تحت دما و فشار بسیار بالا (حدود ۴۰۰-۵۰۰ درجه سانتیگراد و ۲۰۰-۳۰۰ اتمسفر) با هم ترکیب میشوند. این واکنش تعادلی، نقطه عطفی در صنعت شیمی بود که امکان تولید انبوه کودهای شیمیایی را فراهم کرد.روشهای دیگری نیز برای تولید آمونیاک وجود دارد، از جمله تجزیه مواد آلی حاوی نیتروژن یا به عنوان یک محصول فرعی در صنایع کک سازی زغال سنگ. همچنین، در آزمایشگاهها میتوان آن را از طریق حرارت دادن نمکهای آمونیوم با یک باز قوی تولید کرد.

۴. کاربردهای اصلی مهمترین کاربرد آمونیاک در صنعت، تولید کودهای شیمیایی مانند اوره، نیترات آمونیوم و فسفات آمونیوم است که برای تأمین نیتروژن مورد نیاز گیاهان و افزایش حاصلخیزی خاک حیاتی هستند. این ترکیب به عنوان یک ماده اولیه اساسی در تولید بسیاری از مواد شیمیایی مانند پلاستیکها، رنگها، الیاف مصنوعی (نایلون) و مواد منفجره نیز به کار میرود. از دیگر کاربردهای آن میتوان به استفاده به عنوان ماده سرمازا در سیکلهای تبرید صنعتی (به دلیل ظرفیت گرمایی بالا)، در پاککنندههای خانگی به دلیل خاصیت چربیزدایی و در صنایع غذایی برای کنترل pH و همچنین در تصفیه آب و دودکشها برای کاهش آلایندههای اکسید نیتروژن اشاره کرد

۵. خطرات و ایمنی آمونیاک یک گاز سمی، خورنده و قابل اشتعال است. استنشاق آن باعث تحریک شدید دستگاه تنفسی، سوزش چشمها، گلو و بینی میشود و در غلظتهای بالا میتواند منجر به ادم ریه و حتی مرگ گردد. تماس مایع آمونیوم با پوست باعث سوختگی شدید و سرمازدگی میشود. به دلیل خطرات بالا، ذخیرهسازی و حملونقل آن باید در کپسولها یا مخازن تحت فشار و در محیطهای کاملاً تهویهشده انجام پذیرد. در صورت نشت، به سرعت با هوا پخش شده و بوی شدید آن به عنوان یک هشدار اولیه عمل میکند. استفاده از تجهیزات حفاظت فردی مانند ماسک گاز، دستکش و عینک هنگام کار با آن ضروری است.