Jaké je spojení mezi amoniakem a kyselinou sírovou?
Amoniak a kyselina sírová jsou dvě nejrozšířenější chemikálie a vyrábějí se v obrovském množství po celém světě. Obě mají různá použití, ale hlavní spojení mezi amoniakem a kyselinou sírovou je způsobeno jejich použitím v průmyslu hnojiv. Amoniak se používá k výrobě řady hnojiv, jako je močovina, síran amonný, dusičnan amonný a nepřímo jiná dusičnanová hnojiva. Kyselina sírová se používá při výrobě „superfosfátového“ hnojiva a síranu amonného, který se vyrábí jeho kombinací s amoniakem.
Průmyslová výroba amoniaku (NH 3 ) se provádí převážně pomocí Haber-Boschova procesu, přičemž vodík a dusík se kombinují přímo zahříváním pod tlakem s katalyzátorem - obvykle směsí oxidů železa. Většina amoniaku se používá při výrobě hnojiv. Katalytická oxidace amoniaku na oxid dusičitý (NO 2 ) je v současné době hlavním průmyslovým procesem výroby kyseliny dusičné, který se používá při výrobě dusičnanových hnojiv, jako je amonný, sodný a dusičnan draselný. Výraz "amoniak", přísně vzato, se vztahuje na čistou sloučeninu, což je plyn při teplotě místnosti; nicméně, termín je často používán se odkazovat na roztok plynného čpavku ve vodě.
Pro průmyslovou výrobu kyseliny sírové existují dva hlavní způsoby. První, který má být zaveden, zahrnuje oxidaci oxidu siřičitého - produkovaného spalováním síry nebo zahříváním minerálů obsahujících síru - oxidem dusičitým (NO 2 ) reakcí: SO 2 + NO 2 -> SO 3 + NO. Oxid dusnatý (NO) produkovaný reakcí se oxiduje zpět na NO 2 při kontaktu se vzduchem, a tak může být recyklován.
Amoniak je zdrojem NO 2 pro tuto reakci, který se vyrábí katalytickou oxidací podle postupu výroby kyseliny dusičné. Oxid sírový se pak spojí s vodou za vzniku kyseliny sírové. Větší část dnes vyráběné kyseliny sírové však pochází z oxidace oxidu siřičitého ve vzduchu pomocí katalyzátoru na bázi oxidu vanadičitého.
Stejně jako amoniak je jedním z hlavních využití kyseliny sírové výroba hnojiv. Fosforečnanová skalní a kostní moučka ze zvířat může být použita k produkci „superfosfátu“ - fosforečnanu vápenatého - reakcí: Ca 3 (PO 4 ) 2 + 2H 2 SO 4 -> 2CaSOsub> 4 + Ca (H2P 4 ) 2 . Kyselina sírová a amoniak se mohou také kombinovat, čímž se získá sůl síran amonný: 2NH3 + H2S04 -> (NH4) 2SO4. Tato sůl je důležitým hnojivem, které působí jako zdroj dusíku i síry a pomáhá snižovat pH alkalických půd.
Další spojení mezi amoniakem a kyselinou sírovou je v odvětví výbušnin. Téměř všechny komerční a vojenské výbušniny jsou nitrované organické sloučeniny, jako je trinitrotoluen (TNT). Nitrační proces zahrnuje nahrazení hydroxylových (OH) skupin v organické sloučenině nitro (N02) skupinami a obvykle se provádí zpracováním sloučeniny směsí kyseliny dusičné a kyseliny sírové. Tato směs poskytuje nitroniové (NO 2 + ) ionty pro nitrační proces. Amoniak je hlavní surovinou používanou při výrobě kyseliny dusičné.
Amoniak a kyselina sírová se také vyskytují jako znečišťující látky v atmosféře. Kyselina sírová pochází z přirozené oxidace oxidu siřičitého vznikajícího spalováním fosilních paliv a sopečnou činností. Amoniak pochází z rozkladu organických látek obsahujících dusík. Oba se mohou v atmosféře kombinovat, aby vytvořili částice síranu amonného stejnou reakcí jako v průmyslové výrobě této sloučeniny, nebo aby vytvořili hydrogensíran amonný - také známý jako hydrogensíran amonný - reakcí NH3 + H2S04 - > (NH4) HSO4. Tyto sloučeniny jsou velmi rozpustné ve vodě, a tak mají tendenci absorbovat atmosférickou vodní páru, což způsobuje, že působí jako kondenzační jádra; spolu s dalšími částicemi v atmosféře, přírodními a umělými, jsou považovány za důležitý faktor při tvorbě mraku.