Аммиак – вещество, знакомое, наверное, каждому взрослому человеку. Для этого не нужно иметь даже базового химического образования. Все дело в той физиологической роли, которую играет аммиак. В организмах животных (а значит, и человека) он является конечном звеном в процессе азотистого обмена, т.е. переработки аминокислот, белков и т.п. Будучи «отходом производства», для организма аммиак токсичен. Поэтому после переработки печенью вещество превращается в мочевину, которая затем выводится почками.

химическая молекула аммиака

По одной из версий, именно такой биологической роли вещество обязано свои названием. Дело в том, что аммиак обладает резким неприятным запахом. Поэтому считается, что название он получил «в честь» расположенного в Северной Африке оазиса Аммона. Содержащаяся в продуктах жизнедеятельности животных мочевина в условиях невыносимой жары очень быстро разлагается, выделяя аммиак. По-видимому, такой запах просто не смог остаться незамеченным.

 

Есть и другая версия происхождения данного названия. Однако, что примечательно,она также связана как с запахом, так и с Северной Африкой. На сей раз речь идет о древнеегипетской секте, чьи члены поклонялись богу Аммону. В своих обрядах они использовали нашатырный спирт, являющийся, как известно, водным раствором аммиака.

 

Несмотря на давнее знакомство человечества (а точнее, всего животного мира) с этим веществом, в чистом виде его удалось выделить относительно недавно. Это было сделано английским химиком Джозефом Пристли лишь в 1774 году.

аммиак

Современное значение аммиака, конечно, отнюдь не ограничивается его биологической ролью. Это вещество стало поистине основой всей азотной промышленности. С его помощью делают азотную кислоту и соду, полимеры, а также взрывчатые вещества.

 

Но главное применение аммиака все же косвенно связано с его базовым свойством – ролью в биологических процессах. По оценкам экспертов, 80 процентов всего производимого аммиака идет на производство азотсодержащих удобрений. В основном это сульфат и нитрат аммония, а также мочевина.

 

Соответственно, и подъем производства аммиака шел на протяжении последних десятилетий параллельно с развитием и интенсификацией сельскохозяйственного производства, поиском и внедрением методов повышения урожайности. Так, если в 1955 году во всем мире было произведено всего порядка 8 миллионов тонн этого вещества, то всего через десятилетие индустрия поставила 20 миллионов тонн. За следующие десять лет, к 1975 году, производство более чем утроилось: 66 миллионов тонн.

 

Далее, учитывая многократно возросшую базу, относительные темпы роста индустрии несколько замедлились. Однако в абсолютных цифрах они по-прежнему измерялись многими десятками миллионов тонн. В итоге к 1985 году производство составило 120 миллионов тонн. А к сегодняшнему дню специалисты говорят о 150 миллионах тонн ежегодного выпуска. Это делает аммиак одним из безусловных лидеров среди всех продуктов, производимых глобальной химической индустрией.

 

Стремительному росту объемов выпуска аммиака традиционно способствует относительная доступность необходимого для его производства сырья. Химическая формула аммиака хорошо известна всем еще со школы – NH3. Из нее очевидно: для его получения требуются азот и водород.

 

В качестве источника азота здесь прекрасно подходит обычный атмосферный воздух. Данный ресурс практически безграничен. Таким образом, сырьевая база для производства аммиака (а, соответственно, и всей азотной промышленности) лимитируется водородом. А точнее, топливом, необходимым для его получения.

 

Как правило, для этих целей используется природный газ. Данное обстоятельство, кстати, весьма способствовало развитию отечественной азотной промышленности: газом Россия богата.

 

Однако если у кого-то из сказанного выше сложилось впечатление, что крупномасштабное производство аммиака является простым и доступным процессом, то это, безусловно, ошибочно. Создание действительно эффективных производств потребовало серьезных научных усилий и технологических решений.

синтез аммиака

Достаточно сказать, что процесс получения аммиака на практике проводят в присутствии катализатора при температуре около 500°C и давлении в 350 атмосфер. Отсюда ясно, насколько энергоемким является соответствующее производство. Зато создание подобных условий позволяет добиться выхода требуемого вещества на уровне приблизительно 30 процентов.

 

Вообще, по мнению экспертов, историю развития крупнотоннажного аммиачного производства следует рассматривать как постоянную борьбу за повышение полезного использования энергии: электрической, тепловой, и механической. Зато этот процесс дал в итоге отличные результаты. Если на первых промышленных установках КПД составлял лишь порядка 10 процентов, то на современных высокопроизводительных установках, способных «выдавать» полмиллиона тонн продукции в год, данный показатель в пять раз выше.

реакция получения аммиака

Кроме химической промышленности, аммиак применяется и в других сферах. Здесь стоит особо выделить три направления.

 

Во-первых, он активно используется в холодильной технике в качестве хладагента. При испарении жидкого аммиака поглощается большое количество теплоты.

 

Способность аммиака выступать в качестве хладагента предопределяет его распространенность на самых различных производствах в пищевой промышленности (на мясокомбинатах, рыбозаводах и т.д.), где постоянно необходимо держать замороженную продукцию. А также соблюдать соответствующие меры безопасности (кстати, учитывая важность данного вопроса, в этом номере нашего журнала опубликована отдельная статья на эту тему). Как хладагент, аммиак носит код R717:

  1. R – Refrigerant ,т.е. хладагент;
  2. 7 – тип хладагента (неорганическое соединение);
  3. 17 – молекулярная масса.

Значение аммиака как хладагента в ближайшие годы может заметно возрасти. Связано это с необходимостью вывода из оборота озоноразрушающих веществ. По мнению некоторых экспертов, единственной альтернативой, удовлетворяющей требованиям безопасности для озонового слоя и климата в целом, являются природные хладагенты. Прежде всего – аммиак.

 

Во-вторых, аммиак в виде десятипроцентного раствора, т.е. нашатырного спирта, активно используется в медицине. Он применяется, например, для возбуждения дыхания (при обмороках), а также в качестве наружного средства: при невралгии и миозитах, укусах насекомых и иных подобных ситуациях.

бутылка с аммиаком

Считается, что нашатырный спирт обязательно должен присутствовать в аптечке каждого врача. Его запах способен вывести из обморочного состояния даже самого впечатлительного пациента.

 

По словам врачей, физиологическое действие нашатырного спирта непосредственно связано как раз с предельно резким запахом. Именно он раздражает рецепторы слизистой оболочки носа и способствует возбуждению дыхательного и сосудодвигательного центров мозга, стимулируя повышение частоты дыхания и кровяного давления.

 

Наконец, в-третьих, аммиак в жидком виде продается в обычных магазинах как растворитель. Чаще всего в этих целях используется не слишком концентрированный раствор. С его помощью хозяйки могут выводить пятна самого различного происхождения: от лака, краски, масел, жира, плесени, молока и кофе. Растворы, содержащие некоторое количество аммиака, используются также для того, чтобы протирать технику и другие поверхности, требующие аккуратного обращения и отмываемые без мыла. Это и стекла, и кафельная плитка, и двери, а иногда даже посуда.

 

В промышленных растворителях используются более концентрированные растворы аммиака. Но, разумеется, для бытовых нужд они не годятся, потому что требуют предельно осторожного обращения и не должны быть доступны, например, детям.

Кстати найти промышленные газы и газовые смеси вы можете на сайте https://idealgaz.ru/