Ammoniak

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Ammoniak
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van ammoniak
Structuurformule van ammoniak
Molecuulmodel van ammoniak
Molecuulmodel van ammoniak
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
NH3
IUPAC-naam ammoniak
Molmassa 17,03052 g/mol
SMILES
N
InChI
1/H3N/h1H3
CAS-nummer 7664-41-7
EG-nummer 231-635-3
PubChem 222
Beschrijving Kleurloos gas met kenmerkende zeer sterke geur
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Drukhouder Corrosief Toxisch Milieugevaarlijk
Gevaar
H-zinnen H221 - H280 - H314 - H331 - H400
EUH-zinnen geen
P-zinnen P210 - P261 - P273 - P280 - P305+P351+P338 - P310
EG-Index-nummer 007-001-00-5
VN-nummer 1005[1]
ADR-klasse Gevarenklasse 2.3
MAC-waarde 20 ppm (14 mg/m³)[1]
LD50 (ratten) 4000 mg/kg
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand gas
Kleur kleurloos
Dichtheid 0,6 [1] g/cm³
Smeltpunt −78[1] °C
Kookpunt −33[1] °C
Vlampunt 132[1] °C
Dampdruk (bij 20 °C) 860 × 103 Pa
Goed oplosbaar in water[1]
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Ammoniak is een anorganische verbinding van stikstof en waterstof met de molecuulformule NH3. De structuur van de verbinding is niet vlak, maar vormt een tetraëder met de stikstof in het midden. Het molecuul is uitgesproken polair. In het menselijk lichaam wordt door afbraak van eiwitten de overmaat aan stikstof uit het lichaam via de nieren afgevoerd in de vorm van een in water oplosbaar ammoniumzout. In de lever wordt als tussenproduct het toxische ammoniak gevormd.

Ammoniak is bij kamertemperatuur een kleurloos giftig en brandbaar gas met een karakteristieke, sterk prikkelende geur. Het gas is in zeer grote hoeveelheden (tot wel 33 massa%) in water oplosbaar:[2]

Deze oplossing staat bekend als ammonia en is basisch. De bovenstaande reactie is eveneens een schoolvoorbeeld van een zuur-basereactie.

Toepassingen[bewerken]

Verdunde ammoniakoplossingen worden ammonia genoemd. Deze oplossingen worden wel als schoonmaakmiddel gebruikt, bijvoorbeeld om verf af te nemen voordat er opnieuw geschilderd wordt. Vet lost namelijk goed op in de ammoniakoplossing. Daarbij is goede ventilatie essentieel. Omdat de oplosbaarheid afneemt naarmate de temperatuur toeneemt, is het niet verstandig ammonia te verhitten omdat dan het merendeel van het ammoniak uit de oplossing vrij zal komen.

Ook wordt ammoniak gebruikt als koelmiddel in (grotere) koelinstallaties. Bovendien is ammoniakgas een belangrijk halffabricaat voor de productie van kunstmest.

Cocaïnegebruikers gebruiken ammoniak om de cocaïne op te koken tot crack, waarna de opgekookte cocaïne kan worden gerookt.

Ammoniak wordt tevens beschouwd als een mogelijk opslagmiddel voor waterstof: zuivere waterstof kan alleen onder extreme omstandigheden opgeslagen worden (zeer hoge druk). De opslag van ammoniak in vloeibare vorm daarentegen is vergelijkbaar met lpg.

Opmerkelijk is dat het giftige ammoniak met het bijtende zoutzuur reageert tot ammoniumchloride (salmiak), een onschuldige stof die in snoepgoed gebruikt wordt.

Vloeibare ammoniak als oplosmiddel[bewerken]

Omdat het kookpunt bij −33°C ligt is het niet moeilijk om met vloeibaar ammoniak te werken, hetzij bij lagere temperaturen hetzij bij wat hogere drukken. Als vloeistof heeft ammoniak op water gelijkende eigenschappen omdat het molecuul een dipool heeft en ook deze moleculen onderling waterstofbruggen vormen. Toch zijn er een aantal opmerkelijke verschillen in de oplosbaarheden van verschillende stoffen tussen water en ammoniak. Alkalimetalen zoals natrium en kalium lossen gemakkelijk op en geven karakteristieke blauwe oplossingen waaruit het metaal weer te herwinnen is door verdamping van het oplosmiddel. Met water reageren deze metalen heftig. Een oplossing van lithium of natrium in vloeibare ammoniak wordt in de organische synthese gebruikt als reductor, zoals in de Birch-reductie. Bij deze reactie spelen de door ammoniak gesolvateerde elektronen een centrale rol.

Vrijwel alle fluoriden zijn onoplosbaar, maar jodiden lossen vaak goed op, zelfs bijvoorbeeld zilverjodide. Ook perchloraten, nitraten, thiocyanaten, cyaniden en nitrieten zijn meestal oplosbaar. Daarentegen zijn carbonaten, oxalaten, sulfaten, sulfieten, sulfiden, arsenaten, fosfaten, hydroxiden en oxiden in de regel onoplosbaar.[3]

Synthese[bewerken]

Ammoniak wordt in grote fabrieken gemaakt door hydrogenering van stikstof uit de lucht onder hoge druk met hulp van een katalysator (Haber-Boschproces).

De ontwikkeling van deze katalysator vond plaats voordat er begrip over de werking van katalysatoren en de invloed op reacties bestond. Destijds (rond 1910) bestond de enige manier erin om duizenden verschillende stoffen te proberen en te kijken welke stof de beste katalysator vormde. De meest geschikte katalysator bleek magnetiet (ijzeroxide) te zijn.

Ammoniak wordt ook uitgescheiden als eindproduct van de eiwitvertering door sommige in water levende dieren. Uit gewone, natuurlijke mest komt ook ammoniak vrij. Vooral de hydrolyse van ureum is verantwoordelijk voor de vorming van ammoniak. Het is met name deze ammoniak die milieuproblemen oplevert:

Milieueffecten[bewerken]

Een teveel aan ammoniak schaadt het milieu. Ammoniak is basisch, maar wordt door oxidatie in de lucht en in de bodem omgezet tot salpeterzuur. Deze verzuring is schadelijk voor bos- en natuurgebieden. Meer dan de helft van de verzuring in Nederland komt door de uitstoot van ammoniak. Daarnaast leidt ammoniak tot vermesting of eutrofiëring. Ammoniak, kan net als door het lozen van afvalwater met een teveel aan nitraat en fosfaat, in het oppervlaktewater een overmaat aan voedingsstoffen veroorzaken. De algengroei in het water kan explosief toenemen wat aan het einde van het groeiseizoen als de algen afsterven en gaan rotten weer tot hypoxie - het ontbreken van zuurstof - kan leiden. Aangezien algen alleen maar overdag zuurstof produceren en in het donker juist zuurstof verbruiken, kan deze situatie al optreden als te veel algen 's nachts al het zuurstof aan het oppervlaktewater onttrekken. Deze eutrofiëring vindt ook plaats op het land. Planten die goed gedijen op mestrijke gronden, zoals brandnetels, krijgen de overhand terwijl planten die op schrale gronden groeien verdwijnen. Tot slot kan het uit ammoniak ontstane nitraat het grondwater vervuilen. De huidige overmaat aan ammoniak in het milieu is voor 90 procent uit de landbouw afkomstig. De ammoniak ontsnapt uit de stallen of komt in de lucht terecht na bemesting van het land (emissie). Via de lucht komt het ammoniak in de bodem of het water terecht (depositie). Het effect van ammoniakuitstoot op de natuur kan onder andere worden gemeten aan de hand van de mate van aanwezigheid van bepaalde korstmossen.

Verzuring[bewerken]

Ammoniak opgelost in water (ammonia) is basisch. Ten gevolge van (langzame) verbranding met behulp van bacteriën wordt ammoniak omgezet naar salpeterzuur waarmee de grond uiteindelijk verzuurt.

Nederland[bewerken]

Sinds eind twintigste eeuw heeft de zich steeds meer tot industriële bedrijfstak ontwikkelende veehouderij in Nederland op aandringen van de rijksoverheid inspanningen geleverd om de milieubelasting door onder andere ammoniak terug te dringen. Zo is er de verplichting gekomen lucht te zuiveren voor ze de stal verlaat en wordt drijfmest alleen nog geïnjecteerd in de bodem. Ook door het gebruik van speciale mestsilo's wordt de uitstoot beperkt. Van 1980 tot 2003 is de ammoniakuitstoot uit dierlijke mest dankzij voorgeschreven maatregelen met ruim een kwart gedaald. Ondernemers met een bedrijf dat dicht bij een kwetsbaar gebied ligt worden met financiële middelen gestimuleerd hun bedrijf te verplaatsen. Ook is er een beleid dat vestiging van bedrijven alleen nog toestaat in aangewezen concentratiegebieden. De vermindering lijkt echter in de eenentwintigste eeuw te stagneren. Volgens onderzoek is de stikstof-uitstoot niet verder afgenomen en aan de effectiviteit van de in de landbouw genomen maatregelen wordt getwijfeld.[4]

Brandstof[bewerken]

Ammoniak is onder juiste condities bruikbaar als (motor)brandstof en levert daarbij geen CO2 of stikstofoxiden:

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]

Zoek dit woord op in WikiWoordenboek