阿 摩 尼 亞

阿 摩 尼 亞
  此條目介紹的是無機化合物NH3。关于帶胺基的有機化合物類別,请见「」。关于NH4+離子,请见「」。

阿 摩 尼 亞
阿 摩 尼 亞
IUPAC名
Ammonia [1]
系统名
Azane
别名 氮烷、阿摩尼亞
识别
CAS号 7664-41-7  
阿 摩 尼 亞
PubChem 222
ChemSpider 217
SMILES

  • N

InChI

  • 1/H3N/h2H3

InChIKey QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYAF
Beilstein 3587154
Gmelin 79
3DMet B00004
UN编号 1005
EINECS 231-635-3
ChEBI 16134
RTECS BO0875000
KEGG D02916
MeSH Ammonia
性质
化学式 NH3
摩尔质量 17.0306 g·mol⁻¹
外观 具有非常刺鼻的氣味的無色氣体
密度 0.86 kg/m3 (1.013 bar ,沸点)

0.769  kg/m3 (STP)[2]
0.73 kg/m3 (1.013 bar, 15℃)
681.9 kg/m3 (−33.3℃ ,液态)[3]
817 kg/m3 (−80℃ ,无色固体)[4]
参见氨性质表

熔点 −77.73 °C(−107.91 °F;195.42 K)[5]
沸点 −33.34 °C(−28.01 °F;239.81 K)[5]
溶解性(水) 1:700 (0℃,100kPa)
溶解性 可溶于氯仿、乙醚、乙醇和甲醇
pKa 32.5 (−33℃),[6]
10.5 (DMSO)
pKb 4.75 (与水反应)[5]
黏度

  • 10.07 µPa·s (25℃)[7]
  • 0.276 mPa·s (−40℃)

结构
分子构型 三角锥
偶极矩 1.42 D
热力学
ΔfHm⦵298K −46 kJ·mol−1[8]
S⦵298K 193 J·mol−1·K−1[8]
危险性
GHS危险性符号
阿 摩 尼 亞
阿 摩 尼 亞
阿 摩 尼 亞
[9]
GHS提示词 Danger
H-术语 H290, H301, H311, H314, H330, H334, H336, H360, H362, H373, H400
P-术语 P202, P221, P233, P261, P263, P271, P273, P280, P305+351+338, P310[9]
NFPA 704

阿 摩 尼 亞

1

3

0

爆炸極限 15–28%
PEL 50 ppm (25 ppm ACGIH- TLV; 35 ppm STEL)
致死量或浓度:

LD50(中位剂量)

0.015 mL/kg (人类口服)

LC50(中位浓度)

40,300 ppm (大鼠, 10 min)
28,595 ppm (大鼠, 20 min)
20,300 ppm (大鼠, 40 min)
11,590 ppm (大鼠, 1 hr)
7338 ppm (大鼠, 1 hr)
4837 ppm (小鼠。 1 hr)
9859 ppm (兔子, 1 hr)
9859 ppm (猫, 1 hr)
2000 ppm (小鼠, 4 hr)
4230 ppm (小鼠, 1 hr)[10]

LCLo(最低)

5000 ppm (哺乳动物, 5 min)
5000 ppm (人类, 5 min)[10]
相关物质
其他阴离子 一水合氨 (NH3H2O)
其他阳离子 銨 (NH4+)
相关氢化物 氯化銨 (NH4Cl)、磷化氢、砷化氢、锑化氢、铋化氢
相关化学品 肼、疊氮酸、鹽酸羥胺、氯胺
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

[11](英語:Ammonia,或称氨氣無水氨,曾音譯作𠼞阿摩尼亞,分子式为NH3)是无色气体,有强烈刺激气味(尿味),极易溶于水。常温常压下,1單位体积水可溶解700倍体积的氨。[5]氨對地球上的生物相當重要,是所有食物和肥料的重要成分。氨也是很多藥物和商業清潔用品直接或间接的組成部分,具有腐蝕性等危險性质。

由於氨有廣泛的用途,成為世界上產量最多的無機化合物之一,約八成用於製作化肥。2006年,氨的全球產量估計為1.465億吨,主要用於製造商業清潔產品。

氨可以提供孤電子對,所以也是路易斯鹼。

制法[编辑]

实验室制取[编辑]

加热氯化铵和氢氧化钙的混合物,可制得少量氨气:

由于产物中含有水蒸气,故反应物需用碱石灰净化。

注意不能用硝酸铵代替氯化铵,因硝酸铵不稳定且产物不单一;也不能用氢氧化钾和氢氧化钠代替氢氧化钙,因为二者皆易吸收产物中的水,阻止进一步反应。吸收水蒸气不能用浓硫酸和固体氯化钙,因二者皆能与氨气反应。

若有浓氨水,亦可加热之,制备氨气:

氮化物制法[编辑]

可以用氮化物与水反应或者叠氮化物分解。如:Li3N + 3H2O → 3LiOH + NH3↑

工业合成氨[编辑]

如今,工业制备氨气主要是通过哈柏法,即在约700K及200个大气压下,以铁为催化剂制成。然而此法耗费大量原料及能量,仅此一项即占全球碳排放量的3%[12],消耗5%的天然气[13],故有新的制氨法被提出。日本化学家细野秀雄提出用更有效的含钌[14][15]及钡-铈催化剂[16]催化氮气与水的反应制得氨气,此法已在日本投产使用[17][18]。

鉴定[编辑]

鉴定氨气需将待测气体通入水中溶解,然后用奈斯勒试剂(碘化汞钾和氢氧化钠的混合物)测试,溶液会变黄色:

NH4+ + 2[HgI4]2− + 4OH− → HgO·Hg(NH2)I + 7I− + 3H2O

氨水[编辑]

氨水(NH3(aq),也常寫成 NH4OH)又稱為阿摩尼亞水,指氨的水溶液,有強烈刺鼻氣味,具弱鹼性。

氨水中,氨氣分子發生微弱水解生成氫氧根離子及銨根離子。「氫氧化銨」事實上並不存在,只是對氨水溶液中的離子的描述,並無法從溶液中分離出來。

氨的在水中的電離可以表示為:

反應平衡常數

1M氨水的pH值為11.63,大約有0.42%的NH3變為NH4+。

氨水是實驗室中氨的常用來源。它可與含銅(II)離子的溶液作用生成深藍色的配合物,也可用於配置銀氨溶液等分析化學試劑。

用途[编辑]

  • 氨水可被土中的土壤膠體吸附和被作物吸收,無殘留物質,適用於各種土壤和作物。
  • 由於氨擁有强烈的刺激性氣味,在医疗方面,會用少量易於揮發的氨作為使人清醒的吸入劑。
  • 生產硝酸
  • 玻璃清潔劑
  • 有八成的氨生產氮肥
  • 航空燃料(X-15)
  • 氨是最广泛用的制冷剂之一,可用于空调、冷藏和低温,能用于各种形式的制冷压缩机,蒸发温度可控制在5度至零下65度,代號R717。

反应[编辑]

络合反应[编辑]

NH3分子中氮原子有一对孤对电子,可以作为电子对给予体(路易斯碱)形成加合物。如氨在氢离子络合生成铵离子:

NH3亦可与金属离子如Ag+、Cu2+等发生錯合,生成錯合物:

氧化还原[编辑]

NH3分子中氮为-3价,在适当条件下可被氧化为N2或更高价氮化合物。

如NH3在纯氧中燃烧,生成N2:

(ΔHºr = –1267.20 kJ/mol)

在铂催化下可氧化生成水与一氧化氮,是工业制硝酸的重要反应。

可还原CuO为Cu:

常温下NH3可与强氧化剂(如氯气、过氧化氢、高锰酸钾)直接反应:

酸鹼中和[编辑]

氨是帶弱鹼性的,會和酸發生酸鹼中和反應。例:HNO3+NH3→NH4NO3

氨與強酸反應,生成的鹽大多為弱酸性。氨與弱酸(如乙酸)反應,鹽則為中性。

酸鹼中和是放熱反應。

有機反應[编辑]

氨分子的氮上有一對孤對電子,而且帶部分負電荷,因此氨具有親核性。換言之,氨是個親核試劑,因此可與親電體反應。

例如,氨與鹵代烴發生雙分子親核取代反應生成胺。該反應又稱氨解反應。

RX + NH3 → RNH3+ X-

又如,氨跟酰氯發生親核酰基取代反應,生成酰胺。

液氨[编辑]

液氨(NH3)指的是液態的氨,為工業上氨氣的主要儲存形式。是一種常用的非水溶劑和致冷劑,也是除了水以外最常用的無機溶劑。不過由於它的揮發性和腐蝕性,液氨在儲存和運輸時發生事故的機率也相當高。

備注[编辑]

  1. ^ NOMENCLATURE OF INORGANIC CHEMISTRY IUPAC Recommendations 2005 (PDF). [2021-04-09]. (原始内容存档 (PDF)于2021-03-28).
  2. ^ Gases – Densities. [3 March 2016]. (原始内容存档于2006-03-02).
  3. ^ Yost, Don M. Ammonia and Liquid Ammonia Solutions. Systematic Inorganic Chemistry. READ BOOKS. 2007: 132 [2021-04-09]. ISBN 978-1-4067-7302-6. (原始内容存档于2021-04-12).
  4. ^ Blum, Alexander. On crystalline character of transparent solid ammonia. Radiation Effects and Defects in Solids. 1975, 24 (4): 277. doi:10.1080/00337577508240819.
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 氨;氨气;ammonia. 化工引擎. [2008-05-06].
  6. ^ Perrin, D. D., Ionisation Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution; 2nd Ed., Pergamon Press: Oxford, 1982.
  7. ^ Iwasaki, Hiroji; Takahashi, Mitsuo. Studies on the transport properties of fluids at high pressure. The Review of Physical Chemistry of Japan. 1968, 38 (1).
  8. ^ 8.0 8.1 Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  9. ^ 9.0 9.1 来源:Sigma-Aldrich Co., Ammonia (20 July 2013查阅).
  10. ^ 10.0 10.1 Ammonia. Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  11. ^ (拼音:ān)拼音:ān,注音:,音同「安」
  12. ^ University, Lehigh. Electrochemically-produced ammonia could revolutionize food production. phys.org. [2022-07-28]. (原始内容存档于2022-07-28) (英语).
  13. ^ A physical catalyst for the electrolysis of nitrogen to ammonia | ORNL. www.ornl.gov. [2022-07-28] (英语).
  14. ^ Kuganathan, Navaratnarajah; Hosono, Hideo; Shluger, Alexander L.; Sushko, Peter V. Enhanced N 2 Dissociation on Ru-Loaded Inorganic Electride. Journal of the American Chemical Society. 2014-02-12, 136 (6). ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja410925g (英语).
  15. ^ Hara, Michikazu; Kitano, Masaaki; Hosono, Hideo. Ru-Loaded C12A7:e – Electride as a Catalyst for Ammonia Synthesis. ACS Catalysis. 2017-04-07, 7 (4). ISSN 2155-5435. doi:10.1021/acscatal.6b03357 (英语).
  16. ^ Kitano, Masaaki; Kujirai, Jun; Ogasawara, Kiya; Matsuishi, Satoru; Tada, Tomofumi; Abe, Hitoshi; Niwa, Yasuhiro; Hosono, Hideo. Low-Temperature Synthesis of Perovskite Oxynitride-Hydrides as Ammonia Synthesis Catalysts. Journal of the American Chemical Society. 2019-12-26, 141 (51). ISSN 0002-7863. doi:10.1021/jacs.9b10726 (英语).
  17. ^ Ajinomoto Co., Inc., UMI, and Tokyo Institute of Technology Professors Establish New Company to implement the World’s First On-Site Production of Ammonia.-- Targeting low-cost, stable supply of amino acids and other fermentation materials, and their applications in agricultural fertilizers --. presscenter | Ajinomoto Group | Ajinomoto Co., Inc., UMI, and Tokyo Institute of Technology Professors Establish New Company to implement the World’s First On-Site Production of Ammonia.-- Targeting low-cost, stable supply of amino acids and other fermentation materials, and their applications in agricultural fertilizers --. [2022-07-28] (英语).
  18. ^ Tsubame BHB Launches Joint Evaluation with Mitsubishi Chemical – Ammonia Energy Association. [2022-07-28]. (原始内容存档于2022-05-19) (美国英语).

參見[编辑]

  • 聯氨
  • 酸碱电子理论
  • 氮族元素的氫化物

氮化合物

氢化物及其衍生物

  • NH
  • NH3
  • NH5
  • N2H4
  • N3H5
  • N2H2
  • N4H4
  • NH+
    4
  • N2H+
    5
  • N2H2+
    6
  • NH-
    2
  • N2H-
    3

氧化物

  • N2O
  • NO
  • (NO)2
  • N2O3
  • NO2
  • N2O4
  • N2O5
  • NO3
  • N4O
  • N(NO2)3

无机酸和盐

  • HNO
  • H2N2O2
  • HNO2
  • NO2-
  • HOONO
  • HNO3
  • NO3-
  • H3NO4
  • HNO4
  • HN3
  • N3−
  • N5−
  • HCN
  • CN-
  • HOCN
  • HNCO
  • OCN-
  • HSCN
  • SCN-

拟卤素

  • (CN)2
  • (OCN)2
  • (SCN)2
  • (SeCN)2
  • (CS2N3)2

卤化物

  • NF
  • NF2
  • NF3
  • NF5
  • NCl3
  • NBr3
  • NI3
  • N2F4

含氮有机物

  • NR3
  • >C=NR
  • -CONR2
  • -CN
  • H2NCN
  • CH2N2
  • -NO
  • -NO2

其它

  • NOCl
  • NOF
  • NOCN
  • NO2Cl
  • NO2F
  • H2NCN

氢化合物

非金属含氧酸

  • HBO2
  • H3BO3
  • H2CO3
  • H2SiO3
  • H4SiO4
  • HNO
  • HOONO
  • HNO3
  • HNO4
  • H2N2O2
  • H3NO4
  • H3PO2
  • H3PO3
  • H4P2O6
  • H3PO4
  • H4P2O7
  • H5P3O10
  • H3AsO3
  • H3AsO4
  • H2SO2
  • H2SO3
  • H2SO4
  • H2SO5
  • H2S2O3
  • H2S2O5
  • H2S2O6
  • H2S2O7
  • H2S2O8
  • H2SeO3
  • H2SeO4
  • H2TeO3
  • H6TeO6
  • HFO
  • HClO
  • HClO2
  • HClO3
  • HClO4
  • HBrO
  • HBrO2
  • HBrO3
  • HBrO4
  • HIO
  • HIO2
  • HIO3
  • HIO4
  • H5IO6
  • H2XeO4
  • H4XeO6

金属含氧酸

  • H2CrO4
  • H2Cr2O7
  • HMnO4
  • H2MoO4
  • HTcO4
  • H2SnO3
  • H4SnO4
  • H2TiO3
  • H4TiO4
  • H2WO4

配合物酸

  • H[BF4]
  • H2[SiF6]
  • H[PF6]
  • H[SbF6]
  • H2[PtCl6]
  • H[AuCl4]
  • H[AuBr4]

其他酸

  • HNO5S
  • H3NSO3
  • HSO3F
  • HSO3Cl
  • HBrO3S
  • H2CS3
  • H2CSe3

氮族元素的氫化物

  • NH3
  • N2H4
  • PH3
  • P2H4
  • AsH3
  • SbH3
  • BiH3

氧族元素的氢化物

  • H2O
  • H2O2
  • H2O3
  • HO2
  • H2SO
  • H2S
  • H2S2
  • HS2
  • H2Se
  • H2Te
  • H2Po

卤素/拟卤素氢化合物

  • HF
  • HCl
  • HBr
  • HI
  • HAt
  • HCN
  • HNC
  • HOCN
  • HNCO
  • HSCN
  • HCNO
  • HCP
  • HN3

稀有气体化合物

  • HArF

规范控制
阿 摩 尼 亞

  • BNF: cb12532810x (data)
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阿摩尼亞有毒嗎?

【氨(Ammonia), CAS # 7664-41-7】,已經被發現在環境中的空氣、泥土和水到處存在,甚至包括植物。 動物及人類。 暴露在高濃度的氨下會導致皮膚、嘴巴、喉嚨、肺及眼睛的刺激及灼傷。 在非常高濃度的氨下會導致死亡。

阿摩尼亞是什麼意思?

氨(英語:Ammonia,或稱氨氣、無水氨,曾音譯作𠼞、氬、阿摩尼亞,分子式為NH3無色氣體,有強烈刺激氣味(尿味),極易溶於水。 常溫常壓下,1單位體積水可溶解700倍體積的氨。 氨對地球上的生物相當重要,所有食物和肥料的重要成分。

阿摩尼亞是什麼東西?

氨(英語:Ammonia,或称氨氣、無水氨,曾音譯作𠼞、氬、阿摩尼亞,分子式为NH3无色气体,有强烈刺激气味(尿味),极易溶于水。 常温常压下,1單位体积水可溶解700倍体积的氨。 氨對地球上的生物相當重要,所有食物和肥料的重要成分。 氨也是很多藥物和商業清潔用品直接或间接的組成部分,具有腐蝕性等危險性质。

NH3有毒嗎?

暴露途徑:吸入、皮膚接觸、眼睛接觸 症狀:皮膚灼傷及凍瘡、眼睛出血、眼皮腫脹、刺激感 急毒性: 皮膚:1.接觸其液體可能造成化學灼傷及凍瘡。 2.高濃度蒸氣(10,000~30,000ppm)可能造成刺激或腐蝕。 吸入: 1.嚴重的刺激呼吸道。