Amonijak

Amonijak (tudi azan ali amoniak) je brezbarven plin neprijetnega vonja. Zlahka se zgosti v brezbarvno tekočino, ki močno lomi svetlobo. Svoje ime je dobil po oazi Amonij (danes Oaza Siva) v severni Afriki, saj so ga pridobivali najprej iz živalskih (kameljih) iztrebkov.

Amonijak

Imena
IUPAC ime azan, amonijak
Sistematično ime azan
Druga imena vodikov trinitrid vodikov azid
Identifikatorji
Številka CAS	7664-41-7
3D model (JSmol)	Interaktivna slika
3DMet	B00004
Beilstein	3587154
ChEBI	CHEBI:16134
ChEMBL	ChEMBL1160819
ChemSpider	217
ECHA InfoCard	100.028.760
EC število	231-635-3
Gmelin	79
KEGG	D02916
MeSH	Ammonia
PubChem CID	222
RTECS število	BO0875000
UNII	5138Q19F1X
UN število	1005
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID0023872
InChI InChI=1S/H3N/h1H3 Key: QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N InChI=1/H3N/h1H3 Key: QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYAF
SMILES N
Lastnosti
Kemijska formula	NH3
Molska masa	17,031 g/mol
Videz	Brezbarven plin z ostrim vonjem
Gostota	0,86 kg/m3 (1,013 bara, temperatura vrelišča), 0,73 kg/m3 (1,013 bara, 15 °C), 681,9 kg/m3 (−33,3 °C, tekoč), 817 kg/m3 (-80 °C, brezbarvna trdna snov)
Tališče	−77,73 °C (−107,91 °F; 195,42 K)
Vrelišče	−33,34 °C (−28,01 °F; 239,81 K)
Topnost v vodi	47 % (0 °C) 31 % (25 °C) 28 % (50 °C)
Parni tlak	8,6 barov
Kislost (pKa)	38 (H2O), 41 (DMSO)
Bazičnost (pKb)	4,75
Struktura
Kristalna struktura	Trikotna piramida
Nevarnosti
Varnostni list	ICSC 0414 (anhydrous)
GHS piktogrami
Opozorilna beseda	Pozor
GHS stavki za nevarnost	H290, H301, H311, H314, H330, H334, H336, H360, H362, H373, H400
GHS stavki za previdnost	P202, P221, P233, P261, P263, P271, P273, P280, P305+351+338, P310
NFPA 704 (diamant ognja)	1 3 0 COR
Plamenišče	132
Temperatura samovžiga	651 °C (1.204 °F; 924 K)
Meje eksplozivnosti	15–28%
Smrtni odmerek ali koncentracija (LD, LC):
LD50 (srednji odmerek)	0,015 mL/kg (human, oral)
LC50 (srednja koncentracija)	40.300 ppm (podgana, 10 min) 28.595 ppm (podgana, 20 min) 20.300 ppm (podgana, 40 min) 11.590 ppm (podgana, 1 h) 7338 ppm (podgana, 1 h) 4837 ppm (miš, 1 h) 9859 ppm (zajec, 1 h) 9859 ppm (mačka, 1 h) 2000 ppm (podgana, 4 h) 4230 ppm (miš, 1 h)
LCLo (spodnja meja odmerka)	5000 ppm (sesalci, 5 min) 5000 ppm (človek, 5 min)
NIOSH (ZDA varnostne meje):
PEL (Dopustno)	50 ppm (25 ppm ACGIH- TLV; 35 ppm STEL)
REL (Priporočeno)	TWA 25 ppm (18 mg/m3) ST 35 ppm (27 mg/m3)
IDLH (Takojšnja nevarnost)	300 ppm
Sorodne snovi
Drugi kationi	fosfin arzin stibin
Sorodno dušikovi hidridi	hidrazin dušikovodikova kislina
Sorodne snovi	amonijev hidroksid
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
Sklici infopolja

Zgodovina amonijaka

Soli amonijaka so bile znane zelo zgodaj. Izraz »hammoniacus sal« se pojavi že v Plinijevih spisih. Ni pa pojasnjeno, ali je ta izraz enak novejšemu izrazu »sal-ammoniak«. V obliki »sal-amonijak« je bil amonijak znan alkimistom že v 13. stoletju; omenja ga na primer Albertus Magnus. V srednjem veku se je v obliki fermentiranega seča uporabljal kot barvilo, da bi spremenil barvo rastlinskih barvil. V 15. stoletju je Basilius Valentinus pokazal, da ga je mogoče pridobiti z delovanjem alkalij na sal-amonijak. Pozneje, ko sal-amonijak pridobivajo z destilacijo parkljev in volovskih rogov in nevtralizacijo karbonata s klorovodikovo kislino, dobi ime »duh jelenovega roga«. V plinasti obliki je amonijak prvi osamil Joseph Priestley leta 1774 in ga poimenoval "alkalni zrak". Haber-Boschev postopek za proizvodnjo amonijaka sta razvila Fritz Haber in Carl Bosch leta 1909, patentiran pa je bil leta 1910. V prvi svetovni vojni so ga Nemci uporabljali za pridobivanje eksploziva.

Fizikalno-kemijske lastnosti

Amonijak je binarna spojina. Sestavljen je iz dušika (N₂) in vodika (H₂).Pri normalnih pogojih je amonijak plin. Atom dušika v molekuli ima prosti elektronski par, zato ima molekula bazičen značaj. Utekočini se pri -33 °C. Kot kapljevina je zelo podoben vodi. Reakcije, ki potekajo v tekočem amonijaku, so zelo podobne reakcijam v vodi. Molekule amonijaka v kapljevini so izrazito polarne, kar pomeni, da dobro topijo soli. Za tekoči amonijak je značilna tudi avtoproliza:
NH₃ + NH₃ → NH⁺₄ + NH^-₂
Iz amonijaka se pri izparevanju sprošča veliko toplote, zato je uporaben v hladilni tehniki. Dobro topen je v vodi, v kateri tvori šibko bazo amonijev hidroksid.

Pridobivanje

Amonijak so najprej pridobivali iz živalskih iztrebkov. Kemijsko so ga najprej pridobivali kot stranski produkt v proizvodnji koksa iz črnega premoga. Pozneje pa so ga pridobivali iz kalcijevega cianoamida (CaCN₂) v reakciji z vodo (H₂O). Danes pridobivamo amonijak po Haber-Boschevem procesu neposredno iz dušika (N) in vodika (H). Bistvo tega postopka je spajanje dušika in vodika na katalizatorju. Vlogo katalizatorja ima železo, stabilizirano z aluminijevim in kalijevim oksidom. Sinteza teče po naslednji enačbi
3H₂ + N₂ ↔ 2NH₃
pri 500 °C in tlaku 200x10⁵ Pa.

Sicer je to eksotemna ravnotežna reakcija, za katere velja, da so uspešnejše pri nizkih temperaturah in visokem tlaku. Amonijak kljub temu sintetizirajo pri visokih temperatuah, saj traja predolgo, da bi se vzpostavilo ravnotežje pri nižjih temperaturah. 

Uporaba

Amonijak se v glavnem uporablja v proizvodnji umetnih gnojil, barv, eksplozivov, dušikove kisline in polimerov. Je tudi sestavina nekaterih gospodinjskih čistil.

Drugo

Amonijak je v majhnih količinah prisoten tudi v ozračju, nastane pa s trohnenjem rastlinskih in živalskih ostankov. V majhnih količinah je prisoten tudi v deževnici, amonijev klorid in amonijev sulfat pa na vulkanskih območjih. Kristali amonijevega bikarbonata so prisotni v guanu. Amonijeve soli so porazdeljene prisotne v rodni prsti in morski vodi.

Poimenovanje

V skladu z zadnjo IUPAC nomenklaturo se ta spojina sistematično imenuje azan. Po isti nomenklaturi je dovoljena tudi uporaba nesistematičnega imena amonijak, ker ima dolgo tradicijo in je zelo uveljavljeno v kemijskih strokovnih krogih.

Slovenski pravopis dovoljuje izključno rabo imena amonijak, vendar je to ime kemijsko nepravilno.