Ammoniakki
| Ammoniakki | |
|---|---|
|
|
|
| Tunnisteet | |
| CAS-numero | 7664-41-7 |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | NH3 |
| Moolimassa | 17,03 g/mol |
| Ulkomuoto | Väritön pistävänhajuinen kaasu |
| Sulamispiste | −77,73 °C (195,42 K) |
| Kiehumispiste | −33,34 °C (239,81 K) |
| Tiheys | 0,6813 g/dm3 |
| Liukoisuus veteen | 89,9 g / 100 ml (0 °C) |
Ammoniakki on huoneenlämmössä olomuodoltaan pistävänhajuinen, väritön kaasu. Ammoniakin kemiallinen kaava on NH3, moolimassa 17,03 g/mol, sulamispiste −78 °C, kiehumispiste −33 °C, itsesyttymislämpötila 651 °C ja CAS-numero 7664-41-7. Ammoniakki on emäksinen aine, ja sen kaasumuoto on ensimmäisen luokan myrkky ja vesiliuos toisen. Ammoniakin liittohappo on ammonium (
), joka esiintyy monissa suoloissa, kuten ammoniumkloridissa.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Sidokset
Ammoniakin typpiatomi muodostaa neljä sp3-hybridiorbitaalia samaan tapaan kuin hiiliatomi metaanissa. Typellä on viisi ulkoelektronia, ja vapaa elektronipari muodostaa yhden orbitaalin.
Typpiatomiin on vapaan elektroniparin vuoksi liittyneenä vain kolme vetyatomia eikä neljä, kuten metaanin hiiliatomiin, jossa on ulkoelektroneja yksi vähemmän. Vapaan elektroniparin muodostama sp3-hybridiorbitaali vie typpiatomin ympäriltä hieman enemmän tilaa kuin yksi N-H -sidos.
[muokkaa] Valmistus
[muokkaa] Teollinen valmistus
Teollisesti ammoniakkia valmistetaan Haber-Bosch menetelmällä ammoniakkiuunissa. Menetelmässä typpi ja vety (suhteessa 1:3) puristetaan katalyyttien (rautaoksidi- / metallikarbidijauheet) kanssa 150-250 barin paineeseen ammoniakkiuuniin, jonka lämpötila on 300 – 500 °C.
Prosessissa käytettävät typpi ja vety on ensin puhdistettu niin tarkasti, että katalyytit eivät juuri syövy, ja kestävät parhaimmillaan jopa 20 vuotta.[1]
Ammoniakkiuuni on neliosainen, ja jokaisen osan jälkeen kaasu jäähdytetään jotta saavutetaan tasapainovakio. Jokaisessa neljässä osassa vain 15% kaasuseoksesta muuttuu ammoniakiksi, mutta uunien katalyysin jälkeen jäljellejääneet kaasut kierrätetään takaisin prosessiin, jolloin kokonaisuudessaan 98% kaasuista muuttuu ammoniakiksi.
Vuonna 2004 maailmassa valmistettiin kaikkiaan 109 miljoonaa tonnia ammoniakkia.[2] Eniten sitä valmistettiin Kiinassa, 28,4 % maailman tuotannosta. Muita suuria tuottajamaita ovat Intia, Venäjä ja Yhdysvallat, joista kussakin sitä valmistettiin noin 8 – 9 %. [2] Ammoniakki on yksi maailmassa eniten synteettisesti valmistetuista kemikaaleista. Yli 80 % tuotannosta käytetään lannoitteiden valmistukseen.[2]
[muokkaa] Valmistaminen laboratoriossa
Laboratoriossa ammoniakkia voidaan valmistaa reagoittamalla väkeviä emäksiä ammoniumkloridiin.
[muokkaa] Biosynteesi ja metabolia
Typpeä sitovat bakteerit syntetisoivat ammoniakkia ilman typestä.
Eläinten elimistössä ammoniakkia syntyy aminohappojen normaalin hajoamisen tuloksena. Se on myrkyllistä ja poistuu virtsan kautta. Nisäkkäillä se metaboloituu ureaksi, mutta liskoilla ja linnuilla virtsahapoksi.
[muokkaa] Ammoniakki sisäilmassa
Sisäilman korkea ammoniakkipitoisuus voi aiheuttaa sekä esteettisiä ongelmia että terveysoireita. Vaikka sisäilman ammoniakkipitoisuudelle ei ole määritetty terveysperusteista ohjearvoa, voidaan Asumisterveysoppaan mukaan ammoniakin sisäilmapitoisuudet luokitella tavanomaisiksi (10-20 μg/m3) tai tavanomaisista poikkeaviksi (yli 40 μg/m3). Ammoniakki aiheuttaa ärsytysoireita pitoisuuksien kohotessa yli 160-410 μg/m3. Kohonneiden arvojen syy tulisi selvittää, koska kemikaalin lähteenä voivat toimia esimerkiksi kosteusvaurioiset rakenteet tai vaurioituneet viemärit. Tämänkaltaiset vauriot voivat olla itsessään merkittäviä terveyshaittoja. Sisäilman ammoniakkipitoisuus tulee määrittää esimerkiksi silloin, kun sisäilmassa tuntuu pistävä tai mädän haju. Haju voi vaihdella lämpötilan ja kosteuden mukaan. Ammoniakin hajukynnys vaihtelee suuresti (100 - 37 000 μg/m3).
Sisäilman ammoniakkilähteenä voivat toimia esimerkiksi rakennusmateriaalit, maalit, lakat, puhdistus- ja pesuaineet sekä ihmisen tai eläinten eritteet. Kohonnut ammoniakkipitoisuus voi myös viitata kostuneissa rakennusmateriaaleissa tapahtuvaan orgaanisten aineiden hajoamiseen. Tällaisissa reaktioissa syntyy usein myös muita kemiallisia yhdisteitä (VOC), kuten amiineja, aldehydejä ja orgaanisia rikkiyhdisteitä. Nämä yhdisteet ovat ammoniakin tavoin ärsyttäviä yhdisteitä. Myös tupakointi lisää sisäilman ammoniakkipitoisuutta.
Sisäilman ammoniakkipitoisuutta voidaan mitata usealla tavalla. Näyte voidaan kerätä sisäilmasta pumpulla esimerkiksi laimeaan rikkihappoliuokseen tai rikkihapolla käsiteltyä aktiivihiiltä tai silikageeliä sisältävään adsorbenttiputkeen. Näyte analysoidaan ioniselektiivisellä tai spektrofotometrisellä menetelmällä.[3]
[muokkaa] Katso myös
[muokkaa] Lähteet
- ↑ Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto: Ammoniakin tuotanto
- ↑ a b c United States Geological Survey publication
- ↑ Asumisterveysopas, 2. korjattu painos, 2008
[muokkaa] Aiheesta muualla
- Vedettömän ammoniakin kansainvälinen kemikaalikortti
- OVA-ohje: Ammoniakki
- PubChem: Ammonia (englanniksi)
- Human Metabolome Database: Ammonia (englanniksi)
- KEGG: Ammonia (englanniksi)
- ChemBlink: Ammonia (englanniksi)
- Toxin and Toxin Target Database (T3DB): Ammonia (englanniksi)
- 1900-luvun tärkein keksintö
