AMMONIACA
Dublin Core
Title
AMMONIACA
Creator
Alessia Bognolo
Contributor
Alessia Bognolo
Chimica Item Type Metadata
Denominazione
Triidruro di azoto
Ammoniaca
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Ammonia
Ammoniaca
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Ammonia
Formula chimica
NH3
Formula di struttura
http://www.cosmicnoise.it/o/files/original/10/764/ammoniaca_1.jpg
All'ammoniaca si attribuisce una struttura a piramide trigonale, con gli atomi dell'idrogeno disposti ai vertici della base e l'atomo di azoto situato ad una distanza di 0,360 Å dal piano di base. La distanza N - H è di 1,017 Å (101,7 pm) e l'angolo H-N- H vale 107, 8°. L'atomo di azoto oscilla continuamente tra due posizioni simmetriche rispetto al piano degli atomi di idrogeno, essendo molto debole (6 kcal) la barriera di potenziale che si oppone a tale oscillazione.
All'ammoniaca si attribuisce una struttura a piramide trigonale, con gli atomi dell'idrogeno disposti ai vertici della base e l'atomo di azoto situato ad una distanza di 0,360 Å dal piano di base. La distanza N - H è di 1,017 Å (101,7 pm) e l'angolo H-N- H vale 107, 8°. L'atomo di azoto oscilla continuamente tra due posizioni simmetriche rispetto al piano degli atomi di idrogeno, essendo molto debole (6 kcal) la barriera di potenziale che si oppone a tale oscillazione.
Proprietà fisico/chimiche
Stato Fisico: gassoso
Odore: pungente
Densità (in c.s.): 0,64 kg·m^−3
Solubilità in acqua a 273 K: 517 g/l
pH: basico, con Kb= 1.85 × 10^-5
Massa molare: 17,03 g/mol
Punto di fusione: −78 °C (195 K)
Punto di ebollizione: -33 °C (240 K)
Punto di infiammabilità: 11 °C (284 K)
Punto critico: 6 K (133 °C) 1,18 × 10^7 Pa
Tensione di vapore a 288 K: 7,30 × 10^5 Pa
L'ammoniaca reagisce con un gran numero di sostanze
Odore: pungente
Densità (in c.s.): 0,64 kg·m^−3
Solubilità in acqua a 273 K: 517 g/l
pH: basico, con Kb= 1.85 × 10^-5
Massa molare: 17,03 g/mol
Punto di fusione: −78 °C (195 K)
Punto di ebollizione: -33 °C (240 K)
Punto di infiammabilità: 11 °C (284 K)
Punto critico: 6 K (133 °C) 1,18 × 10^7 Pa
Tensione di vapore a 288 K: 7,30 × 10^5 Pa
L'ammoniaca reagisce con un gran numero di sostanze
Stato naturale e diffusione
L'ammoniaca è un gas incolore, con un caratteristico odore pungente, solubile in acqua ed irritante.
E' presente in quantità ridotte nell'atmosfera terrestre come frutto di attività biologiche, ad esempio la fermentazione, e dalla pirolisi dei combustibili fossili (riscaldamento dei combustibili in assenza di ossigeno), oltre che nelle acque meteoriche e di superficie assieme ai suoi sali, a causa del processo ossidativo di tali sali. Si ritrova ammoniaca anche durante le manifestazioni vulcaniche a seguito dell'idrolisi dei nitruri presenti nelle rocce profonde.
Sono state rilevate tracce di ammoniaca su Giove, Saturno e alcune loro lune, come Enceladus. Esse si trovano nelle nubi sotto forma di ghiaccio (su Giove la temperatura è di circa -150 °C) o sotto forma di sale, dando origine alla molecola chiamata solfuro d'ammonio. Grazie alle osservazioni di telescopi a microonde come il Caltech Submillimeter Observatory di Mauna Kea, è stata confermata la presenza di ammoniaca anche nelle nubi interstellari.
E' presente in quantità ridotte nell'atmosfera terrestre come frutto di attività biologiche, ad esempio la fermentazione, e dalla pirolisi dei combustibili fossili (riscaldamento dei combustibili in assenza di ossigeno), oltre che nelle acque meteoriche e di superficie assieme ai suoi sali, a causa del processo ossidativo di tali sali. Si ritrova ammoniaca anche durante le manifestazioni vulcaniche a seguito dell'idrolisi dei nitruri presenti nelle rocce profonde.
Sono state rilevate tracce di ammoniaca su Giove, Saturno e alcune loro lune, come Enceladus. Esse si trovano nelle nubi sotto forma di ghiaccio (su Giove la temperatura è di circa -150 °C) o sotto forma di sale, dando origine alla molecola chiamata solfuro d'ammonio. Grazie alle osservazioni di telescopi a microonde come il Caltech Submillimeter Observatory di Mauna Kea, è stata confermata la presenza di ammoniaca anche nelle nubi interstellari.
Processo produttivo
La preparazione industriale dell’ammoniaca, fondata sulla reazione esotermica di sintesi dagli elementi:
N2 + 3H2 ⇄ 2NH3,
è favorita da pressioni elevate e da temperature relativamente basse.
Tale sintesi è uno dei processi fondamentali dell’industria chimica. Consiste nel preparare una miscela di idrogeno e azoto e nel farla fluire, a temperatura di 450-500 °C, su un catalizzatore contenuto in reattori funzionanti a pressioni variabili da 100 a 1000 bar a seconda dei processi usati (Il processo più comune è l' Haber-Bosch). In queste condizioni il 10-40% della miscela si trasforma in ammoniaca; il gas che non ha reagito viene ricircolato nello stesso reattore o inviato in reattori diversi posti in serie. Secondo i casi, l’ammoniaca si ottiene liquida (anidra) o sotto forma di soluzione acquosa.
N2 + 3H2 ⇄ 2NH3,
è favorita da pressioni elevate e da temperature relativamente basse.
Tale sintesi è uno dei processi fondamentali dell’industria chimica. Consiste nel preparare una miscela di idrogeno e azoto e nel farla fluire, a temperatura di 450-500 °C, su un catalizzatore contenuto in reattori funzionanti a pressioni variabili da 100 a 1000 bar a seconda dei processi usati (Il processo più comune è l' Haber-Bosch). In queste condizioni il 10-40% della miscela si trasforma in ammoniaca; il gas che non ha reagito viene ricircolato nello stesso reattore o inviato in reattori diversi posti in serie. Secondo i casi, l’ammoniaca si ottiene liquida (anidra) o sotto forma di soluzione acquosa.
Utilizzi, applicazioni
L'ammoniaca è fondamentale nel ciclo del ricambio chimico del suolo, perché fornisce l'azoto, uno dei tre elementi nutrizionali principali delle piante e degli animali, per questo l'80% dell'ammoniaca prodotta dall'uomo è utilizzata come fertilizzante.
Il resto è impiegato per la produzione di fibre sintetiche e nylon, di plastiche, di vernici, di tinture per capelli, di farmaci, di sigarette (nel caso specifico accelera il processo di assunzione della nicotina da parte del cervello), per la sintesi dei nitroderivati negli esplosivi (sostanze organiche che contengono il gruppo N02 legato ad un atomo di carbonio di un idrocarburo), come stabilizzante dei lattici nell'industria della gomma, come sbiancante nell'industria cartaria, come solvente nella sintesi organica, come detergente in ambito domestico ed infine in tintoria e conciaria.
L'ammoniaca è utilizzata inoltre in macchine frigorifere per la produzione del ghiaccio, perché nel suo processo di evaporazione c'è un elevato assorbimento di calore, e nella lavorazione della carne per hamburger per sterilizzarla dall' E. Coli.
L'ammoniaca è alla base della produzione dell'acido nitrico nel processo Ostwald.
Il resto è impiegato per la produzione di fibre sintetiche e nylon, di plastiche, di vernici, di tinture per capelli, di farmaci, di sigarette (nel caso specifico accelera il processo di assunzione della nicotina da parte del cervello), per la sintesi dei nitroderivati negli esplosivi (sostanze organiche che contengono il gruppo N02 legato ad un atomo di carbonio di un idrocarburo), come stabilizzante dei lattici nell'industria della gomma, come sbiancante nell'industria cartaria, come solvente nella sintesi organica, come detergente in ambito domestico ed infine in tintoria e conciaria.
L'ammoniaca è utilizzata inoltre in macchine frigorifere per la produzione del ghiaccio, perché nel suo processo di evaporazione c'è un elevato assorbimento di calore, e nella lavorazione della carne per hamburger per sterilizzarla dall' E. Coli.
L'ammoniaca è alla base della produzione dell'acido nitrico nel processo Ostwald.
Cenni storici
È noto da tempi antichi il composto dell'ammoniaca con l'acido cloridrico (sale ammoniaco); solo nel sec. XV Basilio Valentino trovò che dal sale ammoniaco con alcali si libera ammoniaca; più tardi quando il sale ammoniaco fu preparato dal carbonato ottenuto distillando le unghie e le corna, l'ammoniaca fu chiamata "di corna di cervo".
L'ammoniaca gassosa pura fu finalmente isolata nel 1774 da Joseph Priestley che la chiamò "aria alcalina" e tre anni dopo (1777) Carl Scheele dimostrò che conteneva azoto: la composizione con formula stechiometrica dell'ammoniaca venne scoperta da Claude Berthollet nel 1785.
Il processo Haber-Bosch per la produzione industriale dell'ammoniaca fu sviluppato da Fritz Haber e Carl Bosch e brevettato nel 1910 e fruttò ad Haber il premio Nobel per la chimica nel 1918.
L'ammoniaca fu realizzata su scala industriale a partire dal 1913 a Oppau (Germania) e ha permise alla Germania di essere protagonista durante la Prima Guerra Mondiale con esplosivi come l'ammonionitrato e la nitroglicerina.
L'ammoniaca gassosa pura fu finalmente isolata nel 1774 da Joseph Priestley che la chiamò "aria alcalina" e tre anni dopo (1777) Carl Scheele dimostrò che conteneva azoto: la composizione con formula stechiometrica dell'ammoniaca venne scoperta da Claude Berthollet nel 1785.
Il processo Haber-Bosch per la produzione industriale dell'ammoniaca fu sviluppato da Fritz Haber e Carl Bosch e brevettato nel 1910 e fruttò ad Haber il premio Nobel per la chimica nel 1918.
L'ammoniaca fu realizzata su scala industriale a partire dal 1913 a Oppau (Germania) e ha permise alla Germania di essere protagonista durante la Prima Guerra Mondiale con esplosivi come l'ammonionitrato e la nitroglicerina.
Note
L'ammoniaca è una sostanza corrosiva e i principali effetti tossici per l'uomo sono confinati ai siti di contatto diretto (pelle, occhi, tratti respiratori, bocca).
L'ammoniaca ha un effetto tossico nel caso in cui la sua assunzione superi la capacità di smaltimento, ovvero in caso di esposizioni superiori a 200 mg/Kg di peso corporeo: si riscontrano alterazione dell'equilibrio acido-base, ridotta tolleranza al glucosio e riduzione della sensibilità all'insulina a livello tessutale.
Studi su animali di laboratorio hanno evidenziato che l'esposizione acuta a dosi elevate di sali di ammonio causa edema polmonare, acidosi, danno ai reni e al sistema nervoso centrale.
L'ammoniaca ha un effetto tossico nel caso in cui la sua assunzione superi la capacità di smaltimento, ovvero in caso di esposizioni superiori a 200 mg/Kg di peso corporeo: si riscontrano alterazione dell'equilibrio acido-base, ridotta tolleranza al glucosio e riduzione della sensibilità all'insulina a livello tessutale.
Studi su animali di laboratorio hanno evidenziato che l'esposizione acuta a dosi elevate di sali di ammonio causa edema polmonare, acidosi, danno ai reni e al sistema nervoso centrale.
Riferimenti
https://www.ars.toscana.it/bibliografia/2062-ammoniaca.html
http://www.treccani.it/enciclopedia/ammoniaca_%28Enciclopedia-Italiana%29/
https://www.chimica-online.it/composti/ammoniaca.htm
https://it.wikipedia.org/wiki/Ammoniaca
https://library.weschool.com/lezione/haber-ammoniaca-nh3-temperatura-pressione-reazione-chimica-4792.html
https://www.chimicamo.org/chimica-generale/ammoniaca.html
http://www.treccani.it/enciclopedia/ammoniaca_%28Enciclopedia-Italiana%29/
https://www.chimica-online.it/composti/ammoniaca.htm
https://it.wikipedia.org/wiki/Ammoniaca
https://library.weschool.com/lezione/haber-ammoniaca-nh3-temperatura-pressione-reazione-chimica-4792.html
https://www.chimicamo.org/chimica-generale/ammoniaca.html
Collection
Citation
Alessia Bognolo, “AMMONIACA,” __Cosmic_Noise__e-learning_for_science__, accessed April 27, 2024, http://www.cosmicnoise.it/o/items/show/764.