Ammoniak

Eienskappe

Algemeen
Naam	Ammoniak
Struktuurformule van
	BYTEND - GEVAARLIK - GIFTIG
Chemiese formule	NH3
Molêre massa	17,031 g/mol
CAS-nommer	7664-41-7
Voorkoms	kleurlose, stinkende gas
Reuk	Stekend
Fasegedrag
Smeltpunt	-77,7 °C
Kookpunt	-33 °C
Digtheid
Oplosbaarheid	540g/L water
Kritieke temperatuur	+132,85 °C
Suur-basis eienskappe
pKa	(basiese oplossings in water)
Veiligheid
Flitspunt
Selfontbrandingspunt	651 °C
LC50	7338 dpm (rot; 1 uur)
Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.
Portaal Chemie

Ammoniak (NH₃) is 'n verbinding van waterstof en stikstof. Die verbinding het 'n skerp, irriterende reuk en word in die natuur gevorm wanneer stikstofhoudende plantreste saam met ander verrottende materiaal in grond voorkom of in die grond ingewerk word.

Etimologie

Die naam is afgelei van sal ammoniacum wat verwys na die soute wat in die Siwa-oase van die weste van Egipte gevind is en waar 'n orakel van Zeus-Ammon gevestig was.

Dit verwys dus eintlik na die god Amoen.

Vervaardiging

Ammoniak was tot voor die Eerste Wêreldoorlog verkry deur die droë distillasie van die stikstofhoudende reste en uitskeidings van plante en diere.

Eers na dié oorlog is ammoniak sinteties vervaardig. Dit geskied deur eers waterstof te berei deur byvoorbeeld metaan of aardgas teen 'n hoë temperatuur met stoom te meng. Die mengsel word dan deur 'n nikkel-katalisator in koolstofmonoksied en waterstof geskei. In 'n verdere proses reageer die koolstofmonoksied met water om koolstofdioksied en nog waterstof te vorm. Die koolstofdioksied kan deur absorpsie in oplossings uit die gasmengsels onttrek word en waterstof bly dan oor.

Die waterstof word met stikstof, afkomstig van lug, gemeng. Die gasmengsel word deur die Haber-Bosch-proses onder hoë druk en hoë temperatuur oor 'n katalisator van ysteroksied gestuur sodat ammoniak vorm.

Hierdie reaksie is 'n ewewig:

$N_{2}(g)+3H_{2}(g)\leftrightarrows 2NH_{3}(g)$

Vloeibare ammoniak

Die kookpunt van ammoniak is nie so laag nie en die stof kan maklik as vloeistof en oplosmiddel gebruik word, hetsy by laer temperatuur hetsy onder druk.

In hierdie vloeistof bestaan 'n ewewig wat analoog aan die waterewewig is:

$NH_{3}+NH_{3}\leftrightarrows NH_{2}^{-}+NH_{4}^{+}$

Die ammonium-ioon is hier die suur en die amied-ioon die basis. Merk op dat 'n stof soos NH₄Cl in hierdie situasie 'n sterk suur sou wees.

'Ammoniumhidroksied'

Ammoniak is baie in water oplosbaar. By 20 °C kan water tot 900 gram in een liter oplos. Gekonsentreerde oplossings is 'n huishoudelike produk wat tipies ongeveer 30% NH₃ bevat. By hoër temperature neem die oplosbaarheid af en word gasvormige ammoniak vrygestel.

Hierdie oplossings word soms ammonia of ammoniumhidroksied genoem omdat 'n ewewigsreaksie plaasvind wat ammonium- en hidroksiedione vrystel. 'Ammoniumhidroksied' (NH₄OH) kan egter nie uit die oplossing geïsoleer word nie.

$NH_{3}(aq)+H_{2}O(l)\rightleftarrows NH_{4}^{+}(aq)+OH^{-}(aq)$

Die oplossing is daardeur 'n basis, soos ander hidroksiede. Maar dit is nie so sterk as natrium- of kaliumhidroksied nie. Die pH van ammoniakoplossings is ongeveer 11 of 12. Vir NaOH is hierdie waarde 14. Gekonsentreerde ammoniakoplossings sal met baie organiese en anorganiese sure reageer om ammoniumsoute te vorm. Met sekere metale in oplossing vorm dit komplekse soute. Met halogene kan dit haloamiene vorm, bv. sy reaksie met hipochloriet (bleikmiddel) stel giftige chloramiene vry. Onder uiterste omstandighede vorm dit met silwer en kwik plofbare asiede. Ammonia korrodeer koper (en koperbevattende legerings), sink, kadmium en silwer.

Gebruike

Die verbranding van ammoniak kan gebruik word om stikstofmonoksied te vervaardig:

$4NH_{3}+5O_{2}\to 4NO+6H_{2}O$

Dit vereis egter ook 'n katalisator (Pt) omdat anders stikstof gevorm word. Dit is die eerste stap in die Ostwald-proses wat salpetersuur HNO₃ vervaardig. Uit salpetersuur en ammoniak kan ammoniumnitraat NH₄NO₃ verky word wat beide 'n plofstof en 'n belangrike deel van kunsmis is. Ammoniak dra so aansienlik by tot die voedingsbehoeftes van landorganismes deur te dien as 'n voorloper vir kos en kunsmis. Ammoniak, hetsy direk of indirek, is ook 'n bousteen vir die sintese van heelwat farmaseutiese produkte (geneesmiddels) en word gebruik in baie kommersiële skoonmaakprodukte. Ammoniak is 'n belangrike bestanddeel in die vervaardiging van kunsmis.

Hoewel dit alledaags gebruik word, is ammoniak beide bytend en gevaarlik. Dit is giftig, veral vir visse. Die wêreldwye industriële produksie van ammoniak vir 2012 was na raming 198 miljoen ton, 'n verhoging van 35% oor die wêreldwye produksie van 146,5 miljoen ton in 2006.

Verbindings

Alkalimetale soos Na kan met ammoniak reageer en 'n natriumamied NaNH₂ vorm. Hierdie verbindings is uiters sterk basies.

Watervrye lewis-sure soos ZnCl₂ kan addukte vorm, wat vergelyk kan word met hidrate soos hierdie met water gevorm word.

$ZnCl_{2}(s)+2NH_{3}(g)\to ZnCl_{2}(NH_{3})_{2}(s)$

Hierdie verbindings word ammiene genoem. (Moenie met amiene verwar nie.)

In waterige oplossing kan ammoniak ook as 'n (lewis-basiese) kompleksvormer optree, soos:

$Cu^{2+}(aq)+4NH_{3}(aq)\to Cu^{2+}(NH_{3})_{4}(H_{2}O)_{2}(aq)$

Wanneer ammonia (wat 'n oplossing van ammoniak in water is) aan 'n kopersulfaatoplossing bygevoeg word, sal daardeur die kleur van blou na donkerblou verander.

Verwysings

Hierdie artikel is in sy geheel of gedeeltelik vanuit die Engelse Wikipedia vertaal.