Описание
Аммиачная вода
Молекулярная масса аммиака: 17,03 г/моль
Кислотность (pH): 9–11 в зависимости от концентрации
Аммиачная вода (NH₄OH) — это раствор аммиака (NH₃) в воде, характеризующийся специфическим, резким запахом. Это вещество обладает щелочной реакцией из-за частичной диссоциации содержащегося в нём аммиака, приводящей к образованию ионов аммония и гидроксид-ионов. Кроме того, содержит молекулы аммиака с тетраэдрической структурой, состоящей из 3 связей азота с молекулами водорода и неподелённой пары электронов на атоме азота. Форма молекулы аммиака напоминает тригональную пирамиду, а наличие неподелённой пары электронов вызывает небольшое искажение тетраэдрической структуры.
Необходимо соблюдать осторожность при обращении с аммиачной водой, так как она может вызывать раздражение. Также может вступать в реакции с кислородом, хлором и йодом. При нагревании или воздействии сильных оснований может выделять газообразный аммиак. Классифицируется как опасное вещество под номером UN 2672 в соответствии с правилами ADR.
Знания об аммиачной воде и аммиаке восходят к древнему Египту и Аравии. Интересным фактом является то, что соединения аммиака можно найти и в космосе; первую молекулу аммиака за пределами Земли обнаружили в 1968 году, а присутствие этого соединения зафиксировано даже на газовых планетах Солнечной системы.
В промышленности аммиачную воду получают в процессе абсорбции газообразного аммиака в воде. Газообразный аммиак обычно производится в процессе Габера-Боша, включающем реакцию азота и водорода под высоким давлением в присутствии железного катализатора, часто обогащённого оксидами алюминия (Al₂O₃) или калия (K₂O) для повышения его активности и устойчивости. Это экзотермическая и обратимая реакция. Полученный газообразный аммиак вводится в воду в специальных абсорбционных колоннах. Процесс происходит в замкнутой системе, где вода течёт в направлении, противоположном потоку газообразного аммиака (противоточный поток), увеличивая эффективность абсорбции. Растворимость аммиака в воде может быть увеличена за счёт понижения температуры; более высокое давление реакции также способствует абсорбции газа. Аммиачную воду можно также получить в лаборатории, где твёрдый аммиак (например, в виде гидрокарбоната аммония, NH₄HCO₃) растворяется в воде. Вещество диссоциирует, высвобождая аммиак в раствор. Также используется гидролиз солей аммония, приводящий к высвобождению аммиака, который распыляется в воде. Аммиачная вода может также получаться в результате реакции соли аммония с сильным основанием.
Исторически применялся метод перегонки органических материалов, таких как уголь, торф или растительные отходы. Получаемый таким способом газообразный аммиак растворялся в воде, образуя аммиачную воду. В прошлом в этом процессе использовался кокс.
Аммиачная вода вступает в реакции с кислотами и кислотными оксидами, образуя соли аммония. Также реагирует с сероводородом (H₂S), в результате чего образуется сульфид аммония.
Аммиак, содержащийся в аммиачной воде, является лигандом, поэтому образует комплексы с переходными металлами. Кроме того, аммиак может как восстанавливать галогены, такие как хлор, так и окисляться сильными окислителями. Аммиачная вода может реагировать с некоторыми солями, вызывая их разложение, а также взаимодействовать с некоторыми альдегидами и кетонами, приводя к образованию иминов или аминов.
Рынок
Производство самой аммиачной воды часто осуществляется локально, вблизи мест её использования, из предварительно полученного аммиака. Главную роль на мировом рынке аммиака играют Китай, на долю которого приходится около 30% мировой продукции, в основном за счёт газификации угля, обусловленной значительными запасами этого ресурса. Важными производителями также являются США, Россия, Ближний Восток и Индия. В Европе, помимо России, крупнейшими производителями аммиака являются Норвегия, Германия и Нидерланды, причём Нидерланды также занимаются производством зелёного аммиака.
Методы упаковки аммиачной воды учитывают её летучесть и способность выделять пары аммиака. Часто используются пластиковые бочки и канистры из полиэтилена или полипропилена, устойчивые к химическим веществам, а также нержавеющая сталь. Для перевозки крупных объёмов аммиачной воды применяются автоцистерны и железнодорожные цистерны. Также используются контейнеры IBC (Intermediate Bulk Container) объёмом 500–1000 литров или газовые баллоны высокого давления.
Применение
Аммиачная вода находит применение во многих отраслях промышленности. В химической промышленности используется для производства удобрений, таких как аммиачная селитра и мочевина. Применяется также для нейтрализации промышленных сточных вод (нейтрализация кислот). Служит сырьём в производстве некоторых органических веществ. При очистке сточных вод используется для осаждения металлов, удаления ионов тяжёлых металлов, а также помогает нейтрализовать неприятные запахи. В сельском хозяйстве разбавленная аммиачная вода может применяться как жидкое азотное удобрение. Используется также в некоторых агрохимических препаратах. Применяется как компонент или реагент в синтезе некоторых лекарств. В косметической и текстильной промышленности используется для регулирования pH и улучшения свойств красителей, а также в процессах отбеливания и окрашивания. В сфере очистки и дезинфекции аммиачная вода используется в моющих средствах, особенно при чистке стекла и металлов, а также для дезинфекции поверхностей. В энергетической промышленности применяется в системах снижения выбросов оксидов азота.
Меры предосторожности
В соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008 (CLP), аммиачная вода классифицируется как вещество, которое: «может вызвать потерю зрения. Повреждение ткани в глазу. Слезотечение.»; «может вызывать раздражение дыхательных путей»; при попадании в дыхательные пути может вызывать «кашель, боль, удушье и затруднённое дыхание. Сильную головную боль. Головокружение.»; при попадании на кожу может вызывать «местное покраснение. Эритему/струп на коже. Ожоги кожи.»; при проглатывании может вызывать «рвоту. Боль в животе. Аммиак транспортируется во все ткани организма и способен проходить через гематоэнцефалический барьер.»
| Категория | Описание |
|---|---|
| Общие сведения | Не оставлять пострадавшего без присмотра. Вывести пострадавшего из опасной зоны. Держать пострадавшего в укрытии, в тепле. Немедленно снять всю загрязнённую одежду. Обратиться за медицинской консультацией при возникновении любых сомнений либо если симптомы не исчезают. В случае потери сознания уложить пострадавшего в устойчивое боковое положение. |
| При попадании в дыхательные пути | Вывести или вынести пострадавшего на свежий воздух и обеспечить ему условия для свободного дыхания. В случае нерегулярного дыхания или его отсутствия необходимо немедленно обратиться к врачу и начать оказывать первую помощь. При раздражении дыхательных путей следует проконсультироваться с врачом |
| При попадании на кожу | Промыть кожу под струёй воды/в душе. Немедленно снять всю загрязнённую одежду. Немедленно обратиться к врачу. |
| При контакте с глазами | Обильно промывать чистой, свежей водой в течение не менее 10 минут, удерживая веки открытыми. Снять контактные линзы, если они есть и их можно легко удалить. Продолжать промывание. Немедленно обратиться к офтальмологу. |
| При попадании в желудочно-кишечный тракт | Прополоскать рот водой (только если пострадавший в сознании). НЕ вызывать рвоту. Немедленно обратиться за медицинской помощью/проконсультироваться с врачом. |
| Меры по оказанию экстренной медицинской помощи и специальному обращению с пострадавшим | Симптоматическое лечение. |
Коды опасности
| Категория | Код и описание |
|---|---|
| Индикаторы риска | H314 – Вызывает серьезные ожоги кожи и повреждения глаз. |
| H332 Угроза при вдыхании. | |
| H335 Может вызывать раздражение дыхательных путей. | |
| H400 Чрезвычайно токсично для водных организмов. | |
| H411 Токсично для водных организмов, вызывает долгосрочные неблагоприятные последствия. | |
| Индикаторы риска | P260 Не вдыхать газ/пары/аэрозоль. |
| P271 Использовать только на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении. | |
| P273 Избегать попадания в окружающую среду. | |
| P280 Использовать защитные перчатки/защитную одежду/средства защиты глаз. | |
| P301+P330+P331 В СЛУЧАЕ ПРОГЛАТЫВАНИЯ: прополоскать рот. НЕ вызывать рвоту. | |
| P303+P361+P353 В СЛУЧАЕ КОНТАКТА С КОЖЕЙ (или волосами): Немедленно снять всю загрязнённую одежду. Промыть кожу под струёй воды или в душе. | |
| P304+P340 В СЛУЧАЕ ПОПАДАНИЯ В ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ: вывести или вынести пострадавшего на свежий воздух и обеспечить ему условия для свободного дыхания. | |
| P305+P351+P338 В СЛУЧАЕ ПОПАДАНИЯ В ГЛАЗА: осторожно промывать водой в течение нескольких минут. Снять контактные линзы, если они есть и их можно легко удалить. Продолжать промывание. | |
| P312 В случае плохого самочувствия обратиться к врачу. | |
| P501 Содержимое/контейнер утилизировать в уполномоченном предприятии по переработке отходов. |
Аммиачная вода не содержит веществ, классифицируемых как PBT или vPvB, а также не содержит соединений, нарушающих работу эндокринной системы в концентрации ≥ 0,1%.
Аммиачная вода не накапливается в живых организмах, однако представляет серьёзную угрозу для водных экосистем. Аммиак (NH₃) в воде токсичен для рыб и других водных организмов. В недиссоциированной форме (NH₃) он легко проникает в ткани, повреждая дыхательную и нервную системы, что может привести к их гибели. Дополнительно, повышение уровня аммония в воде увеличивает pH, что негативно влияет на водную среду. Многие водные организмы, включая рыбу и микроорганизмы, могут выживать только в определённом диапазоне pH. Повышенное значение pH нарушает их метаболизм, ухудшает размножение и может привести к массовой гибели.
Аммиак также поглощается водорослями и водными растениями в качестве источника азота. Это способствует цветению воды и эвтрофикации, что приводит к снижению уровня кислорода и негативно сказывается на состоянии экосистемы. На суше аммиачная вода может изменять кислотность почвы, снижая её урожайность и нарушая биоразнообразие почвенных микроорганизмов. Во время производства аммиачной воды существует риск выбросов аммиака в атмосферу, особенно при высоких температурах или химических реакциях.
Аммиак в воздухе участвует в образовании смога и оказывает негативное влияние на здоровье людей и окружающую среду.
