Produção de amônia em laboratório e escala industrial

A amônia (NH3) é uma substância químicaum composto de hidrogio com azoto. Ele recebeu seu nome da palavra grega "hals ammniakos" ou latim "sal ammoniacus", que é traduzido como "amônia". É essa substância chamada cloreto de amônio que foi obtida no deserto da Líbia, no oásis de amônio.

A amônia é considerada uma substância muito tóxica,Pode irritar as membranas mucosas dos olhos e do trato respiratório. Os principais sintomas de intoxicação por amônia são lacrimejamento abundante, dispneia e pneumonia. Ao mesmo tempo, amónia - um produto químico valioso que é amplamente utilizado para a preparação de ácidos inorgânicos, e.g., nítrico, cianeto, assim como sais de ureia e de azoto. A amônia líquida é uma excelente substância de trabalho de contêineres e máquinas refrigeradas, uma vez que possui um alto calor específico de evaporação. Soluções aquosas de amônia são usadas como fertilizantes líquidos, bem como para amonização de superfosfatos e misturas de gorduras.

A produção de amônia a partir dos gases de exaustão no processo de coqueificação de carvão é o método mais antigo e acessível, mas até hoje se tornou obsoleto e praticamente não é usado.

A maneira moderna e básica éprodução de amônia na indústria com base no processo Haber. Sua essência na interação direta de nitrogênio e hidrogênio, que ocorre como resultado da conversão de gases de hidrocarbonetos. Como matéria-prima, gás natural, gases de refinaria, gases de petróleo associados, geralmente são usados ​​gases residuais da produção de acetileno. A essência do método de conversão de produção de amônia é a decomposição de metano e seus homólogos em alta temperatura em componentes: hidrogênio e monóxido de carbono com a participação de agentes oxidantes - oxigênio e vapor de água. Ao mesmo tempo, ar, enriquecido com oxigênio, ou ar atmosférico é misturado com o gás convertido. Inicialmente, a reação para produzir amônia com base no gás conversível continua com a liberação de calor, mas com uma diminuição no volume dos materiais iniciais da reação:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 45,9 kJ

No entanto, a produção de amônia em escala industrialé realizado com o uso de um catalisador e sob condições artificialmente criadas que permitem aumentar o rendimento do produto acabado. Na atmosfera onde ocorre a produção de amônia, a pressão aumenta para 350 atmosferas e a temperatura sobe para 500 graus Celsius. Sob tais condições, o rendimento de amônia é de cerca de 30%. O gás é removido da zona de reação pelo método de resfriamento, e o nitrogênio e o hidrogênio que não reagiram retornam à coluna de síntese e podem novamente participar das reações. Durante a síntese, é muito importante purificar a mistura de gases de venenos catalíticos, substâncias que podem anular o efeito dos catalisadores. Tais substâncias são vapor de água, CO, As, P, Se, O2, S.

Como catalisador na síntese de nitrogênioe hidrogênio é um ferro poroso com impurezas de óxidos de alumínio e potássio. Somente esta substância, de todos os 20 mil previamente experimentados, permite atingir o estado de equilíbrio da reação. Este princípio de obtenção de amônia é considerado o mais econômico.

A produção de amônia no laboratório é baseada na tecnologia de seu deslocamento de sais de amônio com álcalis fortes. Esquematicamente, esta reação é a seguinte:

2NH4Cl + Ca (OH) 2 = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O

ou

NH4Cl + NaOH = NH3 + NaCl + H2O

Para remover o excesso de umidade e drenar a amônia,passar por uma mistura de soda cáustica e cal. A produção de amônia muito seca é obtida pela dissolução do sódio metálico e a destilação da mistura. Na maioria das vezes, tais reações são realizadas em um sistema fechado de metal sob vácuo. E tal sistema deve suportar a alta pressão, o que é conseguido emitindo vapor de amônia, até 10 atmosferas à temperatura ambiente.

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