Woda amoniakalna
Ogólne informacje | |||||||
Wzór sumaryczny | NH | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Wygląd | bezbarwna ciecz | ||||||
Identyfikacja | |||||||
Numer CAS | 1336-21-6 | ||||||
PubChem | 14923 | ||||||
| |||||||
|
Woda amoniakalna, NH
3·H
2O – 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
2O ⇄ 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 1 M (1 mol/dm³) zaledwie 0,42% cząsteczek NH
3 daje jony amonowe (pH takiego roztworu wynosi 11,63).
Wodorotlenek amonu
Z istnienia szeregu różnych soli amonowych oraz zasadowego odczynu wody amoniakalnej wnoszono o istnieniu związku o nazwie wodorotlenek amonu i wzorze NH
4OH. 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
2O[1]. Oddziaływanie takie ma czas życia rzędu 10−10 s[2]. Z obliczeń teoretycznych wynika, że w układzie H−O−H⋯NH
3 długości wiązań O−H (wolnego i związanego z NH
3) różnią się jedynie o 2%, a odległość H⋯N (179 pm) jest znacznie większa niż pozostałych wiązań N−H w badanym układzie (102 pm)[3].
Ponieważ jednak dla reakcji:
- NH
3
(nasyc.) + H
2O
(ciecz) → [NH
3·H
2O]
(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 H−O−H⋯NH
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
Wodny roztwór amoniaku wytwarza się przez rozpuszczenie czystego amoniaku w zdemineralizowanej wodzie[7].
Zastosowanie
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. Używana jest jako barwnik i wskaźnik przy mikroskopowej identyfikacji gatunków grzybów[12].
Producenci
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)[13], Sanj-Raj Photochem Industries – 50 t/dziennie[14], Bamco – 15 t/dziennie[15], Unipetrol[16], Tanner Industries Inc.[17], Rustavi Azot[18], Yara[19].
Przypisy
- ↑ John B.J.B. Davis John B.J.B., Ammonia and „ammonium hydroxide”, „Journal of Chemical Education”, 30 (10), 1953, s. 511, DOI: 10.1021/ed030p511 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ JohnJ. Yoke JohnJ., Ammonium hydroxide does not exist, „Journal of Chemical Education”, 66 (4), 1989, s. 310, DOI: 10.1021/ed066p310 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ a b Stephen J.S.J. Hawkes Stephen J.S.J., The Formula for Ammonia Monohydrate, „Journal of Chemical Education”, 81 (11), 2004, s. 1569, DOI: 10.1021/ed081p1569.3 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ Thomas R.T.R. Tuttle Thomas R.T.R., Ammonium Hydroxide: What is its structure?, „Journal of Chemical Education”, 68 (6), 1991, s. 533, DOI: 10.1021/ed068p533.1 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ John T.J.T. Yoke John T.J.T., Ammonium Hydroxide: What is its structure?, „Journal of Chemical Education”, 68 (6), 1991, s. 533, DOI: 10.1021/ed068p533.2 [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ Michael J.M.J. Sanger Michael J.M.J., MatthewM. Danner MatthewM., Aqueous Ammonia or Ammonium Hydroxide? Identifying a Base as Strong or Weak, „Journal of Chemical Education”, 87 (11), 2010, s. 1213–1216, DOI: 10.1021/ed100536n [dostęp 2022-02-22] (ang.).
- ↑ ocinitrogen.com: Aqueous ammonia. [dostęp 2013-11-23]. (ang.).
- ↑ brenntag.pl: Produkty dla garbarstwa. [dostęp 2014-03-10].
- ↑ a b anwil.pl: Woda amoniakalna. [dostęp 2014-03-10].
- ↑ a b zchpolice.pl: Woda amoniakalna. [dostęp 2013-11-27].
- ↑ a b pulawy.com: LIKAM® – woda amoniakalna. [dostęp 2014-03-10].
- ↑ Odczynniki chemiczne do reakcji makro- i mikroskopowych [online], grzyby.pl [dostęp 2024-08-12] .
- ↑ ammoniasolution.com: Company profile. [dostęp 2013-11-27]. (ang.).
- ↑ sanjrajphotochem.in: Liquor ammonia. [dostęp 2013-11-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-03-04)]. (ang.).
- ↑ bomammonia.com: Manufacturers of liquor ammonia. [dostęp 2013-11-27]. (ang.).
- ↑ unipetrol.cz: Ammonia liquor technical. [dostęp 2013-11-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-03-13)]. (ang.).
- ↑ tannerind.com: Aqua ammonia. [dostęp 2013-11-27]. (ang.).
- ↑ azot.ge: Ammonia liquor. [dostęp 2013-11-27]. (ang.).
- ↑ yara.us: Industrial ammonia. [dostęp 2013-11-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-07-14)]. (ang.).
- GND: 4142214-4
- Britannica: science/ammonium-hydroxide