암모니아와 황산의 연결은 무엇입니까?
암모니아와 황산은 가장 널리 사용되는 화학 물질 중 하나이며 전 세계적으로 대량으로 제조됩니다. 둘 다 다양한 용도로 사용되지만 암모니아와 황산의 주요 연결은 비료 산업에서의 사용 때문입니다. 암모니아는 우레아, 황산 암모늄, 질산 암모늄 및 간접적으로 다른 질산염 비료와 같은 많은 비료의 생산에 사용됩니다. 황산은 "과인산 염"비료 및 황산 암모늄의 제조에 사용되며 암모니아와 결합하여 만들어집니다.
암모니아 (NH 3 )의 산업적 생산은 주로 하버-보쉬 (Haber-Bosch) 공정에 의해 수행되며, 수소와 질소는 압력 하에서 촉매 (일반적으로 산화철의 혼합물)로 가열함으로써 직접 결합된다. 대부분의 암모니아는 비료 생산에 사용됩니다. 현재 암모니아의 이산화질소 (NO 2 ) 로의 촉매 산화는 질산의 제조를위한 주요 산업 공정으로, 질산 암모늄, 나트륨 및 질산 칼륨과 같은 질산염 비료의 생산에 사용됩니다. 엄밀히 말하면, 용어 "암모니아"는 실온에서 기체 인 순수한 화합물을 지칭하고; 그러나이 용어는 종종 물에 암모니아 가스 용액을 나타내는 데 사용됩니다.
황산의 산업 생산에는 두 가지 주요 공정이 있습니다. 가장 먼저 도입되는 것은 반응을 통한 이산화질소 (NO 2 )에 의한 황의 연소 또는 황 함유 광물의 가열에 의해 생성 된 이산화황의 산화를 포함한다 : SO 2 + NO 2- > SO 3 + NO. 반응에 의해 생성 된 산화 질소 (NO)는 공기와 접촉시 NO2로 산화되어 재순환 될 수있다.
암모니아는 질산 생산 공정에 따라 촉매 산화에 의해 생성되는이 반응에 대한 NO2의 공급원이다. 삼산화황은 물과 결합하여 황산을 생성한다. 그러나 오늘날 제조되는 황산의 대부분은 바나듐 오산화 산화물 촉매를 사용하여 공기 중 이산화황의 산화에서 비롯됩니다.
암모니아와 마찬가지로 황산의 주요 용도 중 하나는 비료 생산입니다. 동물로부터의 인산염 암석 및 뼈 가루는 반응에 의해 "과인산 염"-모노 칼슘 인산염을 생성하는데 사용될 수있다 : Ca 3 (PO 4 ) 2 + 2H 2 SO 4- > 2CaSO4> 4 + Ca (H 2 PO 4 ) 2 . 황산 및 암모니아가 또한 조합되어 염 암모늄 설페이트를 제공 할 수있다 : 2NH 3 + H 2 SO 4- > (NH 4 ) 2SO 4 . 이 소금은 질소와 황의 공급원으로 작용하여 알칼리성 토양의 pH를 낮추는 데 도움이되는 중요한 비료입니다.
암모니아와 황산의 또 다른 연결은 폭발물 산업에 있습니다. 거의 모든 상업용 및 군사용 폭발물은 TNT (trinitrotoluene)와 같은 질화 유기 화합물입니다. 질화 공정은 유기 화합물에서 하이드 록실 (OH) 그룹을 니트로 (NO 2 ) 그룹으로 대체하는 것을 포함하며, 일반적으로 질산 및 황산의 혼합물로 화합물을 처리함으로써 수행된다. 이 혼합물은 질화 공정에 니트로 늄 (NO 2 + ) 이온을 제공합니다. 암모니아는 질산 생산에 사용되는 주요 원료입니다.
암모니아와 황산은 대기 중의 오염 물질로도 발견됩니다. 황산은 화석 연료의 연소 및 화산 활동에 의해 생성되는 이산화황의 자연 산화에서 비롯됩니다. 암모니아는 질소 함유 유기 물질의 붕괴에서 비롯됩니다. 이 둘은 대기에서 결합하여이 화합물의 산업적 생산에서와 동일한 반응에 의해 황산 암모늄 입자를 생성하거나, 반응에 의해 NH 3 + H 2 SO 4- > (NH4) HSO4. 이 화합물은 물에 매우 잘 녹으므로 대기 중 수증기를 흡수하여 응축 핵으로 작용합니다. 자연 및 인공 대기 중의 다른 미립자 화합물과 함께 구름 형성에 중요한 요소로 생각됩니다.