Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 85
Текст из файла (страница 85)
У атома Ы имеется неподеленная пара электронов, к-рая обусловливает способность А.к образованию попарно-акцепторной и водородной связей. Существование водородных связей и значительная полярность молекул А.-причины сильного взаимодействия между ними, вследствие чего физические свойства А. во многом аномальны по сравнению со св-вами однотипных соединений (РНз, БЪНз, А8Нз). Для )ЧНз т. пл. — 777'С, т. кип. — 33,35'С, г(4 0790 ( — 40'С), 0681 ( 3335 С) 0639 (0*С) 0580 (40 С) |крит 133 С рк т 11,425 кПа, 4ри, 0,235 г/см ) АН„'сн 23,27 кДж/моль, АД~~ 5,86 кДж)моль; для газа Ср' 35,63 Дж2(моль.К), АНабр -45,94 кДж(моль, 52098 192,66 Дж/(моль К).
Твердый А.-бесиа. кристаллы с кубич. решеткой (а = = 0,515 нм, 2 =4, пространств. группа Р2,3), В жидком А. молекулы ассопнированы вплоть ло крнтич. т-ры, электролитич. диссоциация совершенно ничтожна, произведение концентраций ()ЧН') [)')Н ) составляет 1О 'з ( — 33,4 С); р 8 1О' Ом см; 8 25,4 ( — 77'С). Жидкий А. растворяет щелочные и шел -зем. металлы, А1, Еп, 'у')3, Р, 8, 1, мн, интсрметаллиды и др.
Р-ры металлов в жидком А. имеют металлич, проводимость, поскольку содержат ионы металла и сольватированные электроны; они являются сильнейшими восстановитслями. Растворенные в А соед. с полярной ковалентной или ионной связью днссоциируют на ионы. В жидком А. многие в-ва способны отшеплять протон, кислотные св-ва проявляют в нем даже углеводы, амиды к-т, нек-рые углеводороды, Р-римость А.
в поде (;6 по массе): 42,8 (О'С), 33,1 (20 'С), 23,4 (40'С), 14,1 (60'С). Плотность водных р-ров (г(смз): 0,970 (8аг,' по массе )к(Нз), 0,947 (16;ь), 0,889 (32;г), 0,832 (50,), 0,733 (75%) Для бесконечно разб. водного р-ра АНа растворения 133,26 кДж/моль. А, хорошо раста. (но хуже, чем в воде) в спирте, ацетоне, хлороформе, бензоле и др. орг, р-рителях, Образует гидраты с двумя (т. пл.
ок — 90 'С), одной ( — 79 'С) и 0,5 ( — 78,2 'С) молекулами воды. 274 Кнгь ХгьНг ! ос!ау ьН 2 2(2 ллш ннг 276 275 В системе )4Н3 — Н20 установлено существование эвтектик: лел + ХН3 Н,О (33,23;У, по массе 74НЗ, т. пл. — 100,3 С), ХНЗ Н,О ф ХН,.0,5НгО (55,11;„', — 83,3'С), (х(Н3 Н О + 74Н (8005;„', — 925'С), В водном р-ре А. частично ионизирован на НшНеь и ОН, что обусловливает щелочную р-цию р-ра (рК, 9,247). Разложение А.
На водород и азот становится заметным выше 1200-1300'С, в прнсуг. катализаторов-выше 400'С. А. весьма рбакционноспособен. Для него типичны р-ции присоединения, в частности протона при взаимод. с к-тами. В результате образуются соли аммония, к-рые по многим св-вам подобны солям щелочных металлов. А.-основание Льюиса, присоединяет не только Н+, но и др. акцепторы электронов, напр. ВРЗ с образованием Врх-)ч(Н3. Дает алешины при взаимод, с солями.
Шелочные и щелезем, металлы реагируют с жидким и газообразным Ач давая амиды. При нагр. в атмосфере А. многие металлы и неметаллы (Еть Сг), Рц Сг, В, 8! и др.) образуют нитриды. Жидкий А. взаимод. с серой по р-ции: 108 ф 4)ч(Н3-» -ч бН28 + Х48 . Ок. 1000'С А. Реагирует с углем, образуя НСИ и частично разлагаясь на )ь(2 и Нг.
Большое практич. значение имеет р-пня А. с СО, ведущая к образованию карбамата аммония )ЧНгСОО)ь(Н„к-рый при 180-200'С йюг и 66 2620 „6О 20 обш 50' 60 к ю Ы Ьгу обж 6Оа'С ьоо'С 20 700 С Ю 6 1 5 Ю 15 20 25 ЗО 35 46 45 50 55 60 65 70 75 00 65 90 95100 Давление, М Па Рлп 2 завшнчтшть ммовюншо садернел я нн, в газовой смюн (нх нх 31 от лавлснн» при ратных т.рвх Р с 3 Агрегат синтеза аммиша мшдношью 1360 т!сут (-компрсюоры, 2 — пологре атели. 3-шшарат для гидрироеанля сераор с сд, 4- алсорбер Н,з, 5-трубчатая ечь (перри гный рнфар гииг2, 6- ахтный коивер ор (вторичный рн. фор.
ин 1, 7 — паровыв котлы, 0- конвсрчарь СО, Р-абсорб р СО,, 10-кип тнльвнк, 1! -регснер тор р ра моноэпшо амина, 12 насос 13 -а пакет лля гидрнровання остагоч шч СО н СО, Ы-вотдушные юлодючьники, 15 кондеисап колонна,!6 исларнтель лнд ого НН, Огя охлаыденн» гата и вьшюеин» ХН 1, !7-колонна они ета '.чн,, И-водолодогреватель, 10-теллооб енник, 20-скпв. ратор и давл. до 40 МПа распадается на воду и мочевииу, Водород в А. может быть замешен галогенами. А, горит в атмосфере О,, образуя воду и Х .
Каталитич. окислением А. получают )ч(Π— промежуг. продукт в произ-ве НХО . Каталитич. окисление А, в смеси с СН4 дает НС)ч(. Такие сильные окислители, как Н,Ош К,Сг,О, н КМпОа, окисляют А, в водных р-рах. Газообразный А. окисляется Вгг и С12 до )ч(2. Осн. иром. способ получения А.-по р-ции '!2)ч( 4- + '1'гНг М)ь(Нв, СДВИГУ РаВНОВЕСИЯ ВПРаВО СПОСОбСтВУЮт повьйпение давлениа и понижение т-ры (см. рис. 2). Тепловой эффект р-ции при 29,4 МПа составляет 52,38 кДж/моль при 500'С и 51,29 кДж!моль при 400'С (с учетом теплоты смешения газону Процесс проводят в присут.
Мат.-ре, активированного К2О, А12Ох, СаО и др. Каталитич. яды — сернистые и кислородсодержашие соединения, Для известных катализаторов скорость р-ции описывается ур-пнем Томкина — Пыжеват ш — "г Рн, (РнхуРннх) "г (РнньуРнх) где ю-наблюдаемая скорость процесса, равная разности скоростей образования и разложения Ао й, и йг-константы скоРости обРазованиа и РазложениЯ Ан Рн, Рн и Нх р н -парциальное давление соответствующего каза, и = 0,5 для' большинства пром. катализаторов.
йри давл. 30 МПа и т-ре 500'С, используемых на практике, равновесная концентрация А. в газовой смеси составляет -303ы Однако равновесие на выходе из колонны синтеза, как правило, не достигается, поскольку с целью увеличения производительности единицы объема катализатора процесс проводят при высоких обьемных скоростях ( 15000 ч '). Поэтому при однократном прохождении через массу катализатора возможно превращ. в А лишь !5 — 25% исходной газовой смеси. Для полного преврвщ. необходима многократная циркуляция, к-рую осуществляют с помощью компрессора В цикл непрерывно вводят свежую газовую смесь взамен пошедшей на образование А.
Осн. сырье ( 90;!) для получения Н, в произ-ве А.— прир. газ, перерабатываемый в осн, методом двуступенчатой паровой конверсии (см. Водород); незначит. долю (менее ! 0)г) составляет коксовый газ и электролитнч. водород, Мощность установок по произ-ву А. из прир. газа 200 и 420 тыс.
т/год. Произ-во А. в агрегатах мощностью 13бО тггсут осуществляется в одной технол. линии (см. рис. 3) и включает след. стадии: 1) очистку прир. газа от сернистых соед. каталнтич. о на синтета аммиака 1-люк дта выгрухкн ора, 2 — пенгр труба, 3 — орнус, 4 чюк лля аталитатора, 5 — тахлообмсннлк 6 -трубы дчя вволп «оюдишо гата, 7-ката нхатар гидрированием их до Н,Б с послед.
его поглощением ЕпО! 2) паровую конверсию прир. газа под давл. 3,8 МПа при 860'С на катализаторе ]к[1-А! в трубчатой печи (первичный риформинг); 3) паровоздушную конверсию остаточного метана в шахтном конверторе (вторичный риформинг) при 990-1000сС и З,З МПа, на катализаторе Кй — А(; на этом этапе водород обогагдается азотом воздуха для получения смеси состава Н,: Хз = 3, поступающей на синтез ХНз; 4) конверсию СО до СО, и Н, сначала при 450'С и 3,1 МПа на катализаторе Ре — Сг, затем при 200-260 'С и 3,0 МПа на катализаторе Хп-Сг-Сц! 5) очистку Н, от СО, абсорбштсй р-ром моноэтаноламина или горячим р-ром К,СО, при 2,8 МПа; 6) очистку газа путем гидрирования от остаточных СО и СО, в присут.
]ь(1 — А! при 280*С и 2,6 МПа; 7) компримирование очищенного газа до 30 МПа и синтез А. на железном промотированном катализаторе при 420 -500 С, Реактор синтеза А, представлен на рис. 4. А. выпускается в жидком виде либо в виде водного р-ра — аммиачной воды, чаще всего с содержанием 25 [ ХНР А, поставляемый на нужды пром-сти, содержит не менее 99,96;,', по массе ХН„до 0,04;: Н,О, до 2 мгггл машинного масла, до 1,0 мг/л Ре. В техн. Ао транспортируемый по трубопроводу, добавляется до 0,2-0,4у.' Н,О для ингибирования коррозии стали. А. обнаруживается по характерному запахУ. БУмажка, смоченнаЯ Р-Ром Нйз(]ь(03)2, пРи действии А.
чернеет. Малые кол-ва А. в водных р-рах открывают с помощью реактива Несслсра. Количественно А. определяют титриметрически. Применяют А. в произ-ве Н]ь(О3, мочевины, ]ь(Н4]ь(Оз, (]с[Не)зСОз, (]чН4)25О4 и дРо аммофоса, УРотРопина, как жидкое удобрение, в кач-ве хладагента Мировое произ-во А. составило в 1982 ок. 89 млн. т, в т. ч, в СССР 17,76, США 14.06, СРР 3,14, Франции 1,9, Японии 2,01, ФРГ 1,92 млн. т. Жидкий А, хранят при 2,0 МПа или при атм. давлении и — 33'С. Перевозят в стальных баллонах (окрашены в желтый цвет, имеют надпись «Аммиак» черного цвета), железнодорожных и автомобильных цистернах, по воде -в спец. танкерах, транспортируют также по трубопроводам.
При содержании в воздухе 0,53г по объему А. сильно раздражает слизистые оболочки. При остром отравлении поражаются глазаи дыхат. пути, при хронич. отравлениях наблюдаются расстройство пищеварения, катар верх, дыхат. путей, ослабление слуха. Жидкий А. вызывает сильные ожоги кожи.
ПДК 20 мг/м~. Смесь А. с воздухом взрывоопасна, КПВ 15-28]г; для воздушно-аммиачных смесей, содержащих 9-57;[ по объему Ао т. всп. ок, !000'С. Чистый А, был получен Дж. Пристли в 1774. Лим Малина И К, Развитие иссаелований в области синтеза аммиака. М, 1973 Алексеев А М [и лр], кж Вгес хим о-ва им д И Менлмеевач 1978, т 23, [зй] 1, с 31.38 Синзы аммиака, М, 1982, жаворонков Н М, Овхарсн о Б Г, Охотский С М, вм Развитие кими ескойоро мшлеи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
