Kāds ir savienojums starp amonjaku un sērskābi?

Amonjaka (NH3) rūpniecisko ražošanu galvenokārt veic Hābera-Bosa procesā, kurā ūdeņradis un slāpeklis tiek tieši apvienoti, karsējot zem spiediena ar katalizatoru — parasti dzelzs oksīdu maisījumu. Lielāko daļu amonjaka izmanto mēslošanas līdzekļu ražošanā. Amonjaka katalītiskā oksidēšana līdz slāpekļa dioksīdam (NO2) mūsdienās ir galvenais rūpnieciskais process slāpekļskābes ražošanai, ko izmanto nitrātu mēslošanas līdzekļu, piemēram, amonija, nātrija un kālija nitrāta, ražošanā. Stingri runājot, termins “amonjaks” attiecas uz tīru savienojumu, kas istabas temperatūrā ir gāze; tomēr šo terminu bieži lieto, lai apzīmētu amonjaka gāzes šķīdumu ūdenī.

Sērskābes rūpnieciskai ražošanai ir divi galvenie procesi. Pirmais, kas jāievieš, ir sēra dioksīda oksidēšana, kas rodas, sadedzinot sēru vai karsējot sēru saturošus minerālus, ar slāpekļa dioksīdu (NO2), izmantojot reakciju: SO2 + NO2 -> SO3 + NO. Slāpekļa oksīds (NO), kas rodas reakcijas rezultātā, saskarē ar gaisu tiek oksidēts atpakaļ par NO2, un tādējādi to var pārstrādāt.

Amonjaks ir šīs reakcijas NO2 avots, kas tiek iegūts katalītiskās oksidācijas ceļā slāpekļskābes ražošanas procesā. Pēc tam sēra trioksīdu apvieno ar ūdeni, lai iegūtu sērskābi. Tomēr lielākā daļa mūsdienās ražotās sērskābes rodas sēra dioksīda oksidēšanas rezultātā gaisā, izmantojot vanādija pentoksīda katalizatoru.

Tāpat kā amonjaks, viens no galvenajiem sērskābes lietojumiem ir mēslošanas līdzekļu ražošana. Dzīvnieku fosfātu iežu un kaulu miltus var izmantot, lai ražotu “superfosfātu” — monokalcija fosfātu, reaģējot: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 -> 2CaSOsub>4 + Ca(H2PO4)2. Sērskābi un amonjaku var arī apvienot, lai iegūtu sāls amonija sulfātu: 2NH3 + H2SO4 -> (NH4)2SO4. Šis sāls ir svarīgs mēslojums, kas darbojas gan kā slāpekļa, gan sēra avots, kā arī palīdz pazemināt sārmainas augsnes pH.

Vēl viena saikne starp amonjaku un sērskābi ir sprāgstvielu rūpniecībā. Gandrīz visas komerciālās un militārās sprāgstvielas ir nitrēti organiski savienojumi, piemēram, trinitrotoluols (TNT). Nitrēšanas process ietver hidroksilgrupu (OH) aizstāšanu organiskajā savienojumā ar nitro (NO2) grupām, un to parasti veic, apstrādājot savienojumu ar slāpekļskābes un sērskābes maisījumu. Šis maisījums nodrošina nitronija (NO2+) jonus nitrēšanas procesam. Amonjaks ir galvenā slāpekļskābes ražošanā izmantotā izejviela.

Amonjaks un sērskābe ir atrodami arī kā piesārņotāji atmosfērā. Sērskābe rodas sēra dioksīda dabiskā oksidēšanās rezultātā, kas rodas, sadedzinot fosilo kurināmo un vulkāniskās aktivitātes rezultātā. Amonjaks rodas slāpekli saturošu organisko materiālu sabrukšanas rezultātā. Tie var apvienoties atmosfērā, veidojot amonija sulfāta daļiņas ar tādu pašu reakciju kā šī savienojuma rūpnieciskajā ražošanā, vai iegūt amonija hidrogēnsulfātu — pazīstamu arī kā amonija bisulfātu — ar reakciju NH3 + H2SO4 -> (NH4) HSO4. Šie savienojumi ļoti labi šķīst ūdenī un tāpēc mēdz absorbēt atmosfēras ūdens tvaikus, liekot tiem darboties kā kondensācijas kodoliem; Tiek uzskatīts, ka kopā ar citiem atmosfērā esošajiem cieto daļiņu savienojumiem, kas ir dabiski un cilvēka radīti, tie ir svarīgs mākoņu veidošanās faktors.