แอมโมเนีย
แอมโมเนีย (อังกฤษ: ammonia) หรือ ไนโตรเจนไตรไฮไดรด์ เป็นสารประกอบเคมีที่ประกอบด้วยธาตุไนโตรเจนและไฮโดรเจน โดยมีสูตรเคมี ดังนี้ NH3. ที่ STP แอมโมเนียเป็นก๊าซ มันเป็น พิษและกัดกร่อนวัสดุบางชนิด มีกลิ่นฉุนเฉพาะตัว
แอมโมเนีย | |
---|---|
![]() | |
![]() |
![]() |
ชื่อตาม IUPAC | Ammonia[1] |
ชื่อเรียกตามระบบ | Azane |
ชื่ออื่น | Hydrogen nitride R-717, R717 (สารทำความเย็น) |
เลขทะเบียน | |
เลขทะเบียน CAS | [7664-41-7][CAS] |
PubChem | |
EC number | |
UN number | 1005 |
KEGG | |
MeSH | |
ChEBI | |
RTECS number | BO0875000 |
SMILES | |
InChI | |
Beilstein Reference | 3587154 |
Gmelin Reference | 79 |
ChemSpider ID | |
3DMet | B00004 |
คุณสมบัติ | |
สูตรเคมี | NH3 |
มวลต่อหนึ่งโมล | 17.031 g/mol |
ลักษณะทางกายภาพ | แก๊สไร้สี |
กลิ่น | กลิ่นฉุนมาก |
ความหนาแน่น | 0.86 kg/m3 (1.013 บาร์ที่จุดเดือด) 0.769 kg/m3 (STP)[2] |
จุดหลอมเหลว |
−77.73 °C, 195 K, -108 °F |
จุดเดือด |
−33.34 °C, 240 K, -28 °F |
ความสามารถละลายได้ ใน น้ำ | 47% w/w (0 °C) 31% w/w (25 °C) 18% w/w (50 °C)[5] |
ความสามารถละลายได้ | ละลายน้ำได้ในคลอโรฟอร์ม, อีเทอร์, เอทานอล, เมทานอล |
ความดันไอ | 857.3 kPa |
pKa | 32.5 (−33 °C),[6] 9,24 (ของแอมโมเนียม) |
Basicity (pKb) | 4.75 |
−18.0·10−6 cm3/mol | |
ดัชนีหักเหแสง (nD) | 1.3327 |
ความหนืด |
|
โครงสร้าง | |
รูปร่างโมเลกุล | พีระมิดฐานสามเหลี่ยม |
Dipole moment | 1.42 D |
อุณหเคมี | |
Std enthalpy of formation ΔfH |
−46 kJ·mol−1[8] |
Standard molar entropy S |
193 J·mol−1·K−1[8] |
ความอันตราย | |
GHS pictograms | แม่แบบ:GHS04 ![]() ![]() ![]() |
NFPA 704 | |
Explosive limits | 15,0–33,6% |
U.S. Permissible exposure limit (PEL) |
50 ppm (25 ppm ACGIH- TLV; 35 ppm STEL) |
LD50 | 0.015 mL/kg (มนุษย์, ปาก) |
สารประกอบอื่นที่เกี่ยวข้องกัน | |
แคทไอออนที่เกี่ยวข้อง | |
nitrogen hydridesที่เกี่ยวข้อง
|
ไฮดราซีน กรดไฮดราโซอิก |
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง | แอมโมเนียม ไฮดรอกไซด์ |
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa | |
สถานีย่อย:เคมี |
โมเลกุลของแอมโมเนียไม่แบนราบ แต่จะมีลักษณะถูกอัดเป็นทรงสี่หน้า (tetrahedron) หรือเรียกว่าพีระมิดฐานสามเหลี่ยม, ซึ่งเป็นข้อสมมติฐานของทฤษฎี VSEPR รูปร่างโมเลกุลลักษณะนี้โดยรวมจะมีลักษณะเป็นไดโพล (dipole) และทำให้มันเป็นขั้ว ดังนั้นแอมโมเนียจึงละลายใน น้ำ ได้ดีมาก อะตอมไนโตรเจนในโมเลกุลจะมี อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว (lone electron pair) และทำให้แอมโมเนียมีฤทธิ์เป็น เบส ใน สารละลายน้ำ (aqueous solution) ที่ เป็นกรด หรือเป็นกลางมันสามารถจะมีพันธะกับ ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) ปลดปล่อยโมเลกุลของน้ำ (H2O) แล้วเกิดเป็นประจุบวกของ แอมโมเนียมไอออน (NH4+) , ซึ่งรูปร่างปกติทรงสี่หน้าที่แอมโมเนียจะเกิด แอมโมเนียมไอออน จะขึ้นอยู่กับ pH ของ สารละลาย
ประโยชน์หลักของแอมโมเนียคือ ใช้ผลิต
- ปุ๋ย (fertilizer)
- วัตถุระเบิด (explosive)
- พอลิเมอร์ (polymer)
นอกจากนี้ยังเป็นสารสำคัญในน้ำยาทำความสะอาดกระจก แอมโมเนียมีในปริมาณเล็กน้อยในบรรยากาศ ซึ่งเกิดจากพูทรีแฟคชัน (putrefaction) ในวัตถุประเภทไนโตรเจนที่เกิดจากพืชและสัตว์ แอมโมเนียและเกลือของมันอาจพบได้ในปริมาณเล็กน้อยในน้ำฝน ในขณะที่ แอมโมเนียมคลอไรด์ (sal-ammoniac) และ แอมโมเนียมซัลเฟต สามารถพบได้ในแหล่งภูเขาไฟ ผลึกของ แอมโมเนียม ไบคาร์บอเนต พบมากใน ปาโกเนียน (Patagonia) กัวโน (guano) เกลือแอมโมเนียมสามารถพบได้ในดินที่มีความอุดมสมบูรณ์ และในน้ำทะเลด้วย (สสารที่มีแอมโมเนียเราเรียกว่าแอมโมเนียคัล)
การเกิดเกลือ (Formation of salts) แก้ไข
หนึ่งในคุณสมบัติเฉพาะตัวที่สุดของแอมโมเนียคือพลังในการทำปฏิกิริยากับ กรด เกิดเป็น เกลือ; เช่น กับ กรดไฮโดรคลอริก ได้เป็น แอมโมเนียมคลอไรด์ (sal-ammoniac) ; กับ กรดไนตริก ได้เป็น แอมโมเนียมไนเตรต, กับกรดซัลฟูริค ได้เป็น แอมโมเนียมซัลเฟต (Mohrs Salt)หรือกับกรดฟอสฟอริก ได้เป็น แอมโมเนียมฟอสเฟต เป็นต้น อย่างไรก็ดีแอมโมเนียที่แห้งสนิทจะไม่ทำปฏิกิริยากับ กรดไฮโดรคลอริกที่แห้งเช่นกัน ความชื้นจำเป็นสำหรับปฏิกิริยา
เกลือที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างแอมโมเนียกับกรด จะรู้จักกันในชื่อ เกลือแอมโมเนียม และทั้งหมดจะมีแอมโมเนียม ไอออน (NH4+).
ความเป็นกรดของแอมโมเนีย แก้ไข
แม้แอมโมเนียเป็นด่าง มันก็มีฤทธิ์เป็นกรดด้วย แต่เป็นกรดที่อ่อนมาก เมื่อแตกตัวจะได้ อะไมด์ (NH2−) ไอออน, ตัวอย่างเช่น เมื่อใส่ผงลิเทียม ไนไตรต์ลงในแอมโมเนียเหลว จะเกิดเป็น สารละลายลิเทียม อะไมด์ ดังสมการ:
Li3N (s) + 2NH3 (l) → 3Li+ (am) + 3NH2− (am).
ตามหลักปฏิกิริยากรด-ด่างของ บรอนสเตด-โลว์รี (Bronsted-Lowry) แอมโมเนียจะทำหน้าที่เป็นกรด
การผลิต (Production) แก้ไข
เพราะประโยชน์ของมันมีมากมายมหาศาล แอมโมเนียจึงเป็นหนึ่งในสารประกอบอนินทรีย์เคมีที่มีการผลิตมาก โดยมีวิธีการผลิตดังนี้
- ก่อนสงครามโลกครั้งที่ 1 แอมโมเนีย ได้มาจาก การกลั่น ผลผลิตไนโตรเจนจากพืชและสัตว์
- โดยปฏิกิริยารีดักชันของ กรดไนตรัส (nitrous acid) และไนไตรต์ (nitrite) กับนัสเซนต์ไฮโดรเจน (nascent hydrogen)
- โดยการสะลายเกลือแอมโมเนียม (ammonium salts) ด้วย อัลคะไลน์ไฮดรอกไซด์ (alkaline hydroxides) หรือ โดยควิกไลม์ (calcium oxide) เกลือที่ใช้ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของ คลอไรด์ เช่น ซัล-แอมโมนิแอก ดังสมการนี้
- 2NH4Cl + 2CaO → CaCl2 + Ca (OH) 2 + 2NH3
- ได้จากการสะลายตัวของ แมกนีเซียมไนไตรด์ (magnesium nitride) (Mg3N2) กับน้ำดังสมการ
- Mg3N2 + 6H2O → 3Mg (OH) 2+ 2NH3
- ปัจจุบันผลิตโดย กระบวนการฮาเบอร์ (Haber process) โดยการนำก๊าซ ไนโตรเจน และ ไฮโดรเจน มาผสมกันโดยมีเหล็ก เป็น ตัวเร่งปฏิกิริยา ที่ความดันเท่ากับ 200 bar (20 MPa, 3000 lbf/in²) และอุณหภูมิเท่ากับ 500 °C และมี โมลิบดีนัม เป็น โปรโมเตอร์ (promoter) มีสมการดังนี้
- N2 + 3H2 → 2 NH3
วิธีนี้เป็นวิธีที่ประหยัดที่สุดเพราะ ไนโตรเจน ก็ได้จากอากาศเนื่องจากในอากาศมี ไนโตรเจน ถึง 78 % ส่วน ไฮโดรเจนได้จาก ก๊าซธรรมชาติ (natural gas)
ดูเพิ่ม แก้ไข
อ้างอิง แก้ไข
- ↑ "NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY IUPAC Recommendations 2005" (PDF).
- ↑ "Gases – Densities". สืบค้นเมื่อ 3 March 2016.
- ↑ Yost, Don M. (2007). "Ammonia and Liquid Ammonia Solutions". Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. p. 132. ISBN 978-1-4067-7302-6.
- ↑ Blum, Alexander (1975). "On crystalline character of transparent solid ammonia". Radiation Effects and Defects in Solids. 24 (4): 277. doi:10.1080/00337577508240819.
- ↑ Budavari, Susan, บ.ก. (1996). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (12th ed.). Merck. ISBN 978-0-911910-12-4.
- ↑ Perrin, D. D., Ionisation Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution; 2nd Ed., Pergamon Press: Oxford, 1982.
- ↑ Iwasaki, Hiroji; Takahashi, Mitsuo (1968). "Studies on the transport properties of fluids at high pressure". The Review of Physical Chemistry of Japan. 38 (1).
- ↑ 8.0 8.1 Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. p. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
ผลงานอ้างอิง แก้ไข
- "Aqua Ammonia". airgasspecialtyproducts.com. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 19 November 2010. สืบค้นเมื่อ 28 November 2010.
- บทความนี้ ประกอบด้วยข้อความจากสิ่งพิมพ์ซึ่งปัจจุบันเป็นสาธารณสมบัติ: Chisholm, Hugh, บ.ก. (1911). . สารานุกรมบริตานิกา ค.ศ. 1911. Vol. 1 (11 ed.). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. pp. 861–863.
- Clark, Jim (April 2013) [2002]. "The Haber Process" (ภาษาอังกฤษ). สืบค้นเมื่อ 15 December 2018.
อ่านเพิ่ม แก้ไข
- Bretherick, L., บ.ก. (1986). Hazards in the Chemical Laboratory (4th ed.). London: Royal Society of Chemistry. ISBN 978-0-85186-489-1. OCLC 16985764.
- แม่แบบ:Greenwood&Earnshaw2nd
- แม่แบบ:Housecroft1st
- แม่แบบ:RubberBible53rd
แหล่งข้อมูลอื่น แก้ไข
- International Chemical Safety Card 0414 (anhydrous ammonia), ilo.org.
- International Chemical Safety Card 0215 (aqueous solutions), ilo.org.
- CID 222 จากผับเคม
- "Ammoniac et solutions aqueuses" (ภาษาฝรั่งเศส). Institut National de Recherche et de Sécurité. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 11 December 2010.
- Emergency Response to Ammonia Fertilizer Releases (Spills) for the Minnesota Department of Agriculture.ammoniaspills.org
- National Institute for Occupational Safety and Health – Ammonia Page, cdc.gov
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Ammonia, cdc.gov
- Ammonia, video