Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:19 • sest 21:35 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 25:18 • Sest 04:56 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:07 • Síðdegis: 19:24 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:08 • Síðdegis: 13:14 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Efnafræði

Mig langar að spyrja um ammóníak, framleiðslu þess og notagildi.

Ágúst Kvaran

Ammóníak

Ammóníak er litlaus daunill lofttegund undir venjulegum kringumstæðum (við staðalaðstæður). Sameind ammóníaks samanstendur af einni köfnunarefnisfrumeind (N) og þremur vetnisfrumeindum (H) og er táknuð með efnaformúlunni NH3. Um hættu af völdum ammóníaks er fjallað í svari sama höfundar við spurningunni Á hvern hátt er ammoníak hættulegt fyrir mann, utan óþolandi lyktina? hér á Vísindavefnum.

Framleiðsla

Ammóníak er framleitt samkvæmt aðferð sem nefnist Haber-Bosch-aðferðin. Þetta er gert hérlendis í Áburðarverksmiðjunni sem fyrsta stig í áburðarframleiðslu. Ammóníak er myndað við efnasamruna köfnunarefnisgass eða niturgass (táknað N2(g)) og vetnisgass (H2(g)) samkvæmt efnajöfnunni
N2 + 3H2 -> 2NH3 (1)
Því þarf fyrst að einangra eða búa til i) köfnunarefnisgas og ii) vetnisgas.

Köfnunarefnisgas er unnið úr andrúmslofti en í því eru 78% köfnunarefni auk 21% súrefni (O2(g)) og um 1% argon (Ar(g)). Í fyrstu er loftið kælt og það þétt á vökvaform. Því næst er köfnunarefnið aðskilið frá súrefninu (og argoninu) með eimingu. Þannig fæst köfnunarefni á vökvaformi (táknað N2(l)).

Erlendis er algengast að vetnisgas sé myndað við bruna á jarðgasi á borð við metangas (CH4(g)), en við það myndast í senn vetnisgas (H2(g)) og koltvíildi eða koltvíoxíð (CO2(g)). Við framleiðsluna hér í Áburðarverksmiðjunni er hins vegar farin óhefðbundin leið og vetnisgas framleitt með rafgreiningu á vatni, en við það rofna vatnssameindir (H2O) þannig að vetnisgas og súrefnisgas myndast:
2H2O -> 2H2(g) + O2(g) (2)
Þessi aðferð varð fyrir valinu hér öðru fremur vegna þess að við Íslendingar búum yfir gnægð orkugjafa til rafmagnsframleiðslu úr vatnsorku og jarðhita.

Myndun ammóníaks með samruna köfnunarefnis og vetnis er framkvæmd með því að leiða þessar tvær lofttegundir gegnum súlur með járnoxíð-hvata við háan hita (dæmigert 500°C) og mikinn loftþrýsting (dæmigert um 1000 bör). Hvatinn gerir auðveldara að mynda ammóníakið samkvæmt efnajöfnu (1) hraðar en ella.

Dæmi um notagildi ammóníaks

Iðnaðarframleiðsla ammóníaks er með því mesta sem um getur í framleiðslu á hreinum efnum í efnaiðnaði. Ammóníak er einkum nýtt beint sem áburðarefni eða við framleiðslu á skyldum áburðarefnum. Dæmi um hið síðarnefnda er áburðarframleiðslan í Áburðarverksmiðjunni. Þar nýtist ammóníakið fyrst til framleiðslu á saltpétursýru (HNO3) sem síðan er látin hvarfast enn frekar við ammóníak og mynda hið eiginlega áburðarefni, ammóníumnítrat (NH4NO3):
NH3 + HNO3 -> NH4NO3 (3)
Ammóníak er jafnframt nýtt til framleiðslu á ýmsum söltum (ammóníumsöltum) sem notuð eru í iðnaði í margvíslegum tilgangi, svo sem í hreingerningarvörur. Þá má nefna að ammóníak er nýtt við framleiðslu á ýmsum gerviefnum, svo sem næloni.

Heimild

Chemical of the Week

Höfundur

Ágúst Kvaran

Ágúst Kvaran

prófessor emeritus í eðlisefnafræði við HÍ

Útgáfudagur

14.5.2001

Spyrjandi

Karen Jóhannsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Ágúst Kvaran. „Mig langar að spyrja um ammóníak, framleiðslu þess og notagildi..“ Vísindavefurinn, 14. maí 2001. Sótt 25. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=1598.

Ágúst Kvaran. (2001, 14. maí). Mig langar að spyrja um ammóníak, framleiðslu þess og notagildi.. Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=1598

Ágúst Kvaran. „Mig langar að spyrja um ammóníak, framleiðslu þess og notagildi..“ Vísindavefurinn. 14. maí. 2001. Vefsíða. 25. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=1598>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Mig langar að spyrja um ammóníak, framleiðslu þess og notagildi.
Ammóníak

Ammóníak er litlaus daunill lofttegund undir venjulegum kringumstæðum (við staðalaðstæður). Sameind ammóníaks samanstendur af einni köfnunarefnisfrumeind (N) og þremur vetnisfrumeindum (H) og er táknuð með efnaformúlunni NH3. Um hættu af völdum ammóníaks er fjallað í svari sama höfundar við spurningunni Á hvern hátt er ammoníak hættulegt fyrir mann, utan óþolandi lyktina? hér á Vísindavefnum.

Framleiðsla

Ammóníak er framleitt samkvæmt aðferð sem nefnist Haber-Bosch-aðferðin. Þetta er gert hérlendis í Áburðarverksmiðjunni sem fyrsta stig í áburðarframleiðslu. Ammóníak er myndað við efnasamruna köfnunarefnisgass eða niturgass (táknað N2(g)) og vetnisgass (H2(g)) samkvæmt efnajöfnunni
N2 + 3H2 -> 2NH3 (1)
Því þarf fyrst að einangra eða búa til i) köfnunarefnisgas og ii) vetnisgas.

Köfnunarefnisgas er unnið úr andrúmslofti en í því eru 78% köfnunarefni auk 21% súrefni (O2(g)) og um 1% argon (Ar(g)). Í fyrstu er loftið kælt og það þétt á vökvaform. Því næst er köfnunarefnið aðskilið frá súrefninu (og argoninu) með eimingu. Þannig fæst köfnunarefni á vökvaformi (táknað N2(l)).

Erlendis er algengast að vetnisgas sé myndað við bruna á jarðgasi á borð við metangas (CH4(g)), en við það myndast í senn vetnisgas (H2(g)) og koltvíildi eða koltvíoxíð (CO2(g)). Við framleiðsluna hér í Áburðarverksmiðjunni er hins vegar farin óhefðbundin leið og vetnisgas framleitt með rafgreiningu á vatni, en við það rofna vatnssameindir (H2O) þannig að vetnisgas og súrefnisgas myndast:
2H2O -> 2H2(g) + O2(g) (2)
Þessi aðferð varð fyrir valinu hér öðru fremur vegna þess að við Íslendingar búum yfir gnægð orkugjafa til rafmagnsframleiðslu úr vatnsorku og jarðhita.

Myndun ammóníaks með samruna köfnunarefnis og vetnis er framkvæmd með því að leiða þessar tvær lofttegundir gegnum súlur með járnoxíð-hvata við háan hita (dæmigert 500°C) og mikinn loftþrýsting (dæmigert um 1000 bör). Hvatinn gerir auðveldara að mynda ammóníakið samkvæmt efnajöfnu (1) hraðar en ella.

Dæmi um notagildi ammóníaks

Iðnaðarframleiðsla ammóníaks er með því mesta sem um getur í framleiðslu á hreinum efnum í efnaiðnaði. Ammóníak er einkum nýtt beint sem áburðarefni eða við framleiðslu á skyldum áburðarefnum. Dæmi um hið síðarnefnda er áburðarframleiðslan í Áburðarverksmiðjunni. Þar nýtist ammóníakið fyrst til framleiðslu á saltpétursýru (HNO3) sem síðan er látin hvarfast enn frekar við ammóníak og mynda hið eiginlega áburðarefni, ammóníumnítrat (NH4NO3):
NH3 + HNO3 -> NH4NO3 (3)
Ammóníak er jafnframt nýtt til framleiðslu á ýmsum söltum (ammóníumsöltum) sem notuð eru í iðnaði í margvíslegum tilgangi, svo sem í hreingerningarvörur. Þá má nefna að ammóníak er nýtt við framleiðslu á ýmsum gerviefnum, svo sem næloni.

Heimild

Chemical of the Week...