Совет 1: Как получить аммиак из азота

Аммиак широко применяется в промышленности и сельском хозяйстве. Из него получают азотную кислоту, мочевину, соли и другие химикаты. Для медицинских целей из него вырабатывают нашатырный спирт. Но для того чтобы изготовить любое из этих веществ, необходимо предварительно получить сам аммиак.
Инструкция
1
В природе азот находится в свободном состоянии, а также в составе некоторых соединений. В промышленности его получают из жидкого воздуха. Азот является одним из самых распространенных газов, он не имеет цвета и запаха. По химическим свойствам азот считается окислителем, поэтому соединяется с некоторыми металлами. Правда, при комнатной температуре он реагирует лишь с литием, а с другими металлами азот способен вступать в реакцию лишь при нагреве. Чаще всего в природе встречается азот N2. Он способен образовывать различные соединения и легко вступает в реакции. Подавляющее большинство соединений азота применяется для изготовления удобрений и инсектицидов.
2
Продуктом реакции азота с водородом является такое соединение, как аммиак. Аммиак представляет собой бесцветный газ, молекула которого состоит из одного атома азота и трех атомов водорода. Он имеет резкий запах. Данное вещество обладает уникальными свойствами, и вследствие этого находит широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве. Соединяясь с водой, аммиак образовывает раствор, именуемый аммиачной водой. В быту раствор аммиака чаще называется нашатырным спиртом. Получают его с помощью следующей реакции:NH3 + H2O = NH4OHNH4OH - это и есть нашатырный спирт, который также называют гидроксидом аммония. Поскольку аммиак обладает восстановительными способностями, аммиачный раствор имеет слабощелочную реакцию.
3
В промышленности аммиак получают путем его синтеза из азота и водорода. Так как реакция обратима и является экзотермической, то она записывается следующим образом:N2 +3H2 = 2NH3 +?H, где ?H = -92,4 кДжПротекает эта реакция в присутствии пористого железа с оксидом алюминия или кальция. Проводят ее при температуре от 500 до 600 °C. На качество получения аммиака, кроме температуры, также влияет отсутствие в сырье примесей. Поэтому перед началом реакции из азота и водорода удаляют воду, оксиды углерода, и, особенно, сернистые соединения.
4
В лабораторных условиях аммиак получают путем нагревания хлорида аммония и гашеной извести:2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2H2OВ ходе реакции выпадает в осадок вещество белого цвета - соль CaCl2, выделяется вода, а также вырабатывается аммиак, который и требуется получить.Другой лабораторный способ получения аммиака заключается в кипячении аммиачной воды и осушении полученного пара.

Совет 2: Как можно разделить воздух

Воздух по своему составу неоднороден. Это смесь, состоящая в среднем из 78% азота, 21% кислорода, 1% аргона и незначительного количества углекислого газа, паров воды, благородных газов, пыли. Азот, кислород и аргон используются в промышленности и медицине. И воздух является сырьем для их получения. Существуют три основных метода разделения воздуха на газы.
Инструкция
1
Метод низкотемпературной дистилляции основан на разнице температур кипения газов, составляющих воздух. Так температура кипения азота при атмосферном давлении – около (-196)оС, аргона – (-186)оС, кислорода – (-183)оС. Этот способ позволяет получить наиболее чистые компоненты, но осуществим только в условиях крупного предприятия. Процесс протекает в специальных воздухоразделительных установках.
2
На первом этапе воздух сжимают компрессором и очищают от пыли, паров воды, углекислого газа. Углекислый газ замерзает при относительно высокой температуре. Его отделение происходит в воздухоохладителях, где он вместе с остатками водяных паров оседает на поверхностях аппарата. Также углекислый газ иногда отделяют химической реакцией с гидроксидом калия или натрия.
3
Затем воздух сжижают, снижая температуру при повышенном давлении. Сжиженный воздух поступает в ректификационные колонны, где разделяется на азот, с небольшими примесями неона и гелия, и смесь кислорода с аргоном. Для высокой степени очистки для каждого компонента на предприятиях предусматривается ряд таких колонн.
4
Метод адсорбции применяет вещества – адсорбенты, выборочно поглощающие определенный компонент. Затем в процессе регенерации поглощенное вещество высвобождается и выводится в атмосферу. Процесс осуществляется в установках, состоящих из двух колонн-адсорберов. Этот способ позволяет получить продукты – кислород или азот – относительно высокой чистоты при средних капитальных затратах.
5
Мембранный метод – это разделение воздуха с помощью мембран – полупроницаемых перегородок, избирательно пропускающих молекулы отдельных компонентов. В современных газоразделительных установках используются мембраны из пористого полимерного волокна. Этот метод хорош для разделения небольших объемов воздуха, но неэкономичен для крупного производства. Также недостатком является сравнительно низкая степень чистоты продукта.
Видео по теме
Источники:
  • разделение воздуха
Видео по теме
Обратите внимание
Аммиак токсичен как для человека, так и для животных. Особенно опасен жидкий аммиак. Поэтому при использовании аммиака нужно соблюдать осторожность. Храните аммиачные удобрения подальше от детей и домашних питомцев. Нельзя также вдыхать пары аммиака при проведении опытов.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500